焦化汽油加氢进料泵振动分析

2011-05-04古通生

中国设备工程 2011年8期

古通生

（中国石化广州分公司，广东广州 510700）

一、概述

2010年10月，两台刚投产的50万t/年焦化汽油加氢装置进料泵出现振动超标现象。两台泵振动速度有效值都在11m/s以上，而该泵按标准最大允许值是4.5mm/s。两台泵属同一型号，具体的性能参数见表1，泵的测点布置如图1所示。该泵为八级的多级双支撑离心泵。

表1 进料泵性能参数

二、振动测试分析

2010年9月13日，焦化汽油加氢装置的进料泵开始进行单机试车，试泵时采用水进行单试，单试时就发现振动超标，最大振动速度有效值达7.8mm/s。当时即对泵的管线支撑进行调整，对中重新复核，但振动下降不明显。2010年10月装置投入生产，泵的振动明显上升，且随负荷变化而出现波动，波动范围为9～11mm/s。现以位号为P8301B的泵来说明两台泵振动测试分析及消除过程。

2011年1月15日，对泵进行测试，振动测试采用Enpac 2500数据采集器，采集的数据有评判振动是否超标的速度有效值及评价轴承运行状态的参数值（G's），测试的结果见表2。从表2的数据看测点2、3的振动速度有效值超标，而轴承运行状态值G's都小于1，属于良好状态，这可排除泵的振动是由于轴承缺陷引起的。对振动超标测点2、3的振动速度信号作频谱分析得到的频谱图如图2、3所示。

表2 进料泵振动数据

加氢进料泵的转速为2 980r/min，对应的工频为2 980/60=49.7Hz。从图2、3看，振动的主频都为289.9Hz，正好是工频的六倍。对于测点2、3的振动来说，六倍频分量值占通频值达到89.4%、89.7%。该泵为什么会发生六倍频的高频振动？查找该泵的相关数据资料，可知该泵为八级泵，其中第一至七级叶轮的叶片数都为六，第八级叶轮的叶片数为七。289.9Hz的主频率正好为第一至七级叶轮的叶片通过频率。这可确定泵是发生了叶片通过频率的流体激振。对于离心泵来讲引起叶片通过频率的流体激振原因有：叶轮外径与导叶之间的间隙过小；转子中心与壳体中心不重合；泵的操作流量过小。

在对两台泵振动测试时发现，振动主频都为六倍频，故查找原因时先从泵的操作流量着手，把泵的出口阀及出口回流管线阀在不超电流的前题下开到最大，振动未下降，这可排除操作流量过小的可能。对于转子中心与壳体中心是否重合的问题只有检修才能发现。叶轮外径与导叶之间的间隙在出厂资料中无该相关尺寸，询问泵制造厂时得知两台泵叶轮外径与导叶之间的间隙不超过3mm。参考API610标准认为叶轮外径与导叶之间的间隙过小。