KQSN系列单级双吸卧式离心泵振动原因分析及处理

＊彭明杰

（浙江华业电力工程股份有限公司 浙江 317112）

KQSN系列单级双吸卧式离心泵振动原因分析及处理

＊彭明杰

（浙江华业电力工程股份有限公司 浙江 317112）

首先介绍了KQSN系列单级双吸卧式离心泵的结构，然后介绍了水泵在运行期间发现的振动问题，分析了振动产生的原因，描述了振动的危害，最后介绍了此次问题的处理方案。

振动；动平衡；叶轮

1.引言

KQSN系列单级双吸卧式离心泵主要用于电厂水处理系统，承担着全厂生产用水与生活用水的输送工作，是电厂不可缺少的重要组成部分。但是电厂水处理系统所有的KQSN系列单级双吸卧式离心泵均有不同程度的振动大问题，影响了日常生产工作，需要消除此类水泵的振动问题，保证水厂的正常运行。对KQSN系列单级双吸卧式离心泵振动原因分析及处理的总结有助于对KQSN系列水泵的振动消缺工作顺利完成，更对单级双吸卧式离心泵振动消除工作有一定的参考意义。

2.水泵结构形式

水泵结构开式：单级、双吸卧式离心泵；密封形式：填料密封；主要部件：轴、叶轮、轴承、泵壳、轴承箱等部件。结构图如下图所示：

3.水泵振动原因分析及危害介绍

(1)水泵振动原因分析：

①水泵同心度差；

②水泵动不平衡度差；

③地脚螺栓松动或断裂，导致泵和电机基础不牢；

④进出口管路支撑螺栓松动，导致水泵振动；

⑤水泵及电机支架刚度不足；

⑥基础灌浆不实，存在空心的情况。

(2)水泵振动的危害：

①振动造成泵机组不能正常运行；

②引发电机和管路的振动，造成机毁人伤；

③造成轴承等零部件的损坏；

④造成连接部件松动，基础裂纹或电机损坏；

⑤造成与水泵连接的管件或阀门松动、损坏；

⑥形成振动噪声。

4.电机基础处理

(1)电机基础一次处理

通过分析表一振动数据及振动频谱图显示，电机振动主要是水平方向且以二倍频为主，一倍频为辅，其余频率贡献很小。初步判断电机侧二倍频可能是因为电机和泵存在对中不良，或者电机基础与机脚接触率低，电机基础强度不足等原因引起。

表一：电机振动数据测量(单位mm/s,要求值4.5mm/s)

M1：电机自由端；M2：电机驱动端；H：水平方向；V：垂直方向； A：轴向。

对电机基础进行浇灌混凝土加固处理，对电机基座地脚进行检查和磨平处理，处理后电机脚与基座接触率超过75%，并消除电机虚脚。电机进行空载试验，振动最大6．1mm/s，测量结果如下：

表二：电机振动数据测量(单位mm/s，要求值4.5mm/s)

M1：电机自由端；M2：电机驱动端；H：水平方向；V：垂直方向；A：轴向。

(2)电机基础二次处理

由表二得出电机水平方向存在较大的振动偏差，推测电机基座可能存在水平方向的支撑不足，处理方案如下所示：

①在电机基础框架内部水平方向加焊两跟槽钢加强框架的水平支撑，要求槽钢宽度适中能够提供足够的水平支撑力，同时加焊一斜向支撑使框架更加稳固。

②由于焊接的原因引起支架变形，从而导致支架与电机水平接触面的的变形。所以在加焊槽钢的基础上，必须对支架与电机水平接触面涂抹红丹粉的方法进行打磨，最后要求接触面红丹粉涂抹均匀，处理后电机脚与基座接触率超过75%。

③回装电机，空载试验电机总体振动小于等于4．5mm/ S符合标准且振动较一次处理后空载试验有明显的降低。

5.水泵振动处理

(1)水泵解体检查

①电机处理前，复测中心发现存在开口0．18mm，外圆0．12mm，超过允许偏差值小于等于0．05mm；

②水泵内部锈蚀严重，叶轮不在流道中心位置，偏差值约0．30mm口环存在磨损现象；

③叶轮存在较多的毛刺；

轴弯曲度最大0．04mm，符合允许偏差值小于等于0．05 mm，轴承未发现明显异常，但检查发现叶轮口环紧力不足。

④转子动不平衡度较大，数据如下所示：

最初平衡测量：1200转，叶轮中心面16．5g/289°联轴器轮毂中心面 11．2g/263°。

(2)水泵振动处理：

水泵部件清理检查，除锈，打磨毛刺。

转子组件在动平衡机上进行动平衡的校正。转子组件包括泵轴、叶轮、轴套和靠背轮，不包括轴承及填料函子做动平衡：

①叶轮处：用磨光机均匀打磨叶轮。

②联轴器：机加工专用螺母替换原螺母加重处理，更换螺母共计两处，一颗螺母约重60克，另一颗螺母约重30克。原螺母一颗约13．3克，总计加重约63．4克。

③经调整后满足G6．3标准。

（最终平衡测量：1200转，叶轮中心面4．09g/289°，联轴器轮毂中心面2．41g/263°）

（总质量调整量：1200转，叶轮中心面12．41g/289°，联轴器轮毂中心面8．79g/263°）

通过机加工调整轴套的长度使叶轮处于流道中心位置。

采用压铅丝法确认中分面垫片厚度，以保证密封环和轴承座（填料函）的压紧力在0～0．03mm之间，改善轴承支座的稳定性。

(3)带载试验：

启泵试验，分别对水泵和电机进行测振，振动数据如下表所示：

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表三

M1：电机自由端；M2：电机驱动端；P1：泵驱动端；P2：泵非驱动端；H：水平方向；V：垂直方向；A：轴向。

经此次处理，水泵与电机总体数据小于等于4．5mm/s（符合标准），泵侧两端垂直、水平方向上的振动主要以六倍频为主，而叶轮叶片为6片，泵壳为蜗壳结构，隔舌位于蜗壳的下方位置处。6倍频的激励源很有可能是叶片通过隔舌产生的击振产生。为确定6倍频的原因，需要进行泵轴承室和进出口管道的临时支撑试验和不同流量下振动测量试验。

(4)临时支撑试验

分别在水泵进出口管道增加竖向临时支撑，启泵试验，水泵振动无明显变化；

分别在水泵驱动端轴承和自由端轴承下部增加了竖向支撑点，轴承室垂直方向的振动值有所减小，一定程度上说明：轴承箱支架刚度不足。

(5)变流量工况试验

水泵运行流量由出口隔离阀的开度调节，对水泵依次在流量为45m3/h、60m3/h、75m3/h工况下进行试验，测量振动数据随着流量的增加，振动数值有减小的趋势，振动减小主要贡献来自于六倍频。在泵流量工况变化时，作用在转子上的径向力发生了变化，此时六倍频发生了明显地降低，可以确认此六倍频来自于叶片。

6.结论

经过此次处理水泵振动问题得出造成KQSN系列单级双吸卧式离心泵振动大的原因主要有以下几点：

(1)转子动不平衡度较高；

(2)电机支架水平刚度不足；

(3)基础灌浆不实，存在空心的情况；

(4)叶轮不在流道中心位置，口环存在磨损；

(5)中心数据偏大。

针对上述缺陷，我们对水厂的KQSN系列单级双吸卧式离心泵振动消缺工作采取如下针对性措施∶

(1)对泵及叶轮动平衡进行调整；

(2)电机框架电焊加固；

(3)消除电机整体存在的虚脚；

(4)对水泵常规数据测量修复。

最终水厂KQSN系列单级双吸卧式离心泵振动消缺工作得到有效的处理。本文在实际工作中有一定的指导作用，具有较强的可操作性，提高了员工的工作效率，节约了生产成本，保障了设备的可靠性运行。

[1]余良旺．水泵机组运行振动的原因及其对策[J]．通用机械．2006(02)．

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[3]车焕君．水泵振动原因及消除措施[J]．中国设备工程．2003(04)．

[4]黄义刚,朱荣生,陈松,袁寿其． 泵振动的原因及其消除措施[J]．

(责任编辑：刘林林)

Analysis of the Reasons for KQSN Series of Single-stage Double-suction Horizontal Centrifugal Pump Vibration and the Processing Scheme

Peng Mingjie

（Zhejiang Huaye Electric Power Engineering Limited Liability Company, Zhejiang, 317112）

In this paper, it frstly introduces the structure of KQSN series of single-stage double-suction horizontal centrifugal pump and the vibration problems appeared in the period of water pump operation, besides, analyzes the vibration reason, describes the vibration harm, fnally introduces the processing scheme of these problems.

vibration；dynamic balance；impeller

T < class="emphasis_bold"> 文献标识码：A

A

彭明杰(1985～)，男，浙江华业电力工程股份有限公司；研究方向：电力机械设备。