离心泵振动故障诊断处理一例

唐 伟 潘多艳

1.概述

新疆油田公司某作业区转油站三台卧式离心泵，流量126m3/h,扬程 206m，功率 185kW，转速 2750r/min，入口压力0.5MPa，出口压力2.2MPa，电机转速2980r/min。设备自安装之日起，长期处于振动较大的状态，泵、电机检修过多次，始终无法从根本上解决泵振动过大的问题。为了找出问题所在，对整个系统（管道、泵和电机）进行振动测量，包括入口和进口压力的测量。

利用Enpac2500数据采集器，选择垂直、水平、轴向三个振动测量方向，分别在3#泵电机机壳联轴器侧轴承、泵壳叶轮侧轴承，进出口管线处法兰以及管线末端采集振动数据（表 1）。

表1 3#泵振动测量数据 mm/s

2.振动分析与故障查找

由表1测量结果看，电机机壳联轴器侧轴承测量通频振幅最高达到了15.2mm/s，泵壳叶轮侧轴承测量通频振幅最高达到了15.6mm/s，远远超过了报警值（≥4.5mm/s一级报警，≥7.1mm/s二级报警），进出口管线法兰测得通频振幅最高达到了18.0mm/s，远高于管道振动允许值。

测点3频谱（图1）中可以看到主频在45Hz,主要由不平衡引起的；对1#、2#泵进行测量，泵本体的振动也较大，三台泵均在入口压力0.25～0.5MPa、出口压力1.5～2.2MPa出现明显波动。

综合分析结果，判断进出口管线存在某种缺陷，引起设备高振动和入口、出口压力的波动。接着测量了管道固有频率，给故障泵加上外部激发频率测量固有频率，所测固有频率分别为45Hz和40Hz，两个固有频率相近，且非常接近泵的转速频率，这样就给泵一个向下的力，影响了泵旋转时的动平衡，使泵出现了类似于不平衡的故障特点。

观察三台泵的进出口管线的布局，发现三台泵的出口管线从泵3#的A处直至墙面没有一个支撑（图2），管线及三个出口控制阀的重量均由三台离心泵承受。这不符合泵的安装使用要求，泵体不应当承担本体以外的任何重量。

通过上述分析可以得出，泵的进出口管线没有支撑，管线及阀门的重量均由泵承担，使泵产生过大振动，长期运行足以损坏泵的零部件。

3.处理措施

（1）在泵出口管线的三个阀门的两侧就地加径向支撑，考虑到泵出口管线的温度较高（夏季可达100℃），加防止振动的胶皮及木块不安全，由于出口管线振动不大，所以建议支撑与管线刚对刚接触，只要能支撑其重量即可。

（2）如果条件允许，对进口管线的支撑进行加固。

（3）对设备重新对中心。

在加支撑时注意不能使管线与泵的连接处别劲。如条件允许可先把泵与出口管线断开，加好支撑后，使泵与出口管线法兰自然连接。

经过整改，在泵的进口管线新加了两个支撑，振动有所下降，但泵的出口管线没有支撑。从4月6日监测数据可以看出，电机和泵体的大部分测点振动有所下降，但是还有个别测点振动值超出报警范围。7月13日对出口管线再加设支撑后，设备所有测点振动值均在标准范围内（表1），效果良好。整改后泵进、出口管线结构见图3。

4.结论

（1）连接泵体进、出口的管线的剧烈振动是压力波动的原因，出口压力的波动表明泵运转不稳定，并形成重复循环，其结果就是把一个动压分力加到静压力上，一部分作用力加到了泵壳中的叶轮和轴上，径向力作用在轴线垂直面上，转子动力作用在旋转轴线轨迹上，轴向力作用在进口端。

（2）在泵的进、出口管线分别加设支撑，泵所承受的重量得到缓解，外输泵振动有较大幅度的下降，在工频转速下各测点振动均在标准范围内，整改效果较好，从而确保了设备安全正常运行。

（3）管道振动的大小不能凭肉眼观察，而是要借助专业的振动监测仪器，利用振动监测及故障诊断技术进行数据的采集、处理和分析判断。

W13.04-31