1 共振
共振是机械振动的一种特殊情况,即当机组的固有频率等于策动力频率时,机组产生强烈振动。机组共振时,理论上其振幅无限放大。但是转动机械实际运行时,由于水力阻尼、材料阻尼等因素的存在,共振振幅只能达到一个有限值。共振存在两种形式:转子部件固有频率接近运行转数时产生的共振,称之为转子共振;支撑基础的固有频率接近运行转数时产生的共振,称之为基础共振。转子共振频率与转子的平衡状态无关,但偏心质量的存在会加剧振动幅值。
2 转子部件中心线偏离泵壳中心
构成转子部件的主要零件为叶轮,其作用是给液体增加能量。泵壳的作用为能量转换,将叶轮流出的液体动能转换为压力能,提高泵的工作效率。理想状态下,叶轮和泵壳间的水力流动是轴对称的,压力对称分布。双支承泵转子轴线调整不良,密封环、级间衬套等零件
发生磨损,密封间隙变大,水力支撑减弱,转子部件中心线在运行状态下便会偏离泵壳中心;这种轴对称状态将被打破,压力非对称分布,产生径向力作用在转子部件上,从而产生振动。
3 水力波动和汽蚀引起振动
设备运行中,离心泵偏离额定工况点后,泵内水力流态异常,造成水力波动增大,从而会导致离心泵振动超标;某种原因造成离心泵叶轮入口液体的绝对压力低于气化压力时,液体便发生气化,形成气泡。气泡向前流动,进入高压区后会迅速缩小并溃灭,周围液体质点
将高速填充空穴,发生强烈水力冲击,产生振动和噪声。
4 维护人员应采取的预防措施
通过以上分析,离心泵振动主要是由机械方面和液体水力流动两方而原因造成的。因此。应针对这两方面采取必要的顶防措施和改进办法,使机组稳定运行。主要措施如下:
1)增加平衡程序
设备大修时,对多级泵而言,应进行泵轴直线度检测,通常径向跳动值应小于0.05mm,否则应进行校直处理。转子部件更换叶轮及其他回转零件后,应增设转子动平衡检测工序,以减小转子不平衡量,平衡精度应不低于C2.5。检修人员应根据交工文件的记载确定转子的平衡转数。对于刚性转子而言,可以进行低速动平衡试验;对于挠性转子而言,则平衡试验的转数不应低于转子的工作转数。
2)完善检修和调整工艺
设备的检修及相关同轴度调整、轴承游隙调整,对设备可靠运行、消除振动是极其重要的,因此必须严格按照设备运行维护手册要求,完善相关检修和调整工艺,并严格按此执行,避免野蛮操作,减少相应零件的装配误差。对于转子部件中心线和泵壳中心的对中调整,应使用两侧轴承箱上的调整螺栓(顶丝螺栓)进行。微凋双侧顶丝螺栓,用百分表测量垂直和水平方向的浮动量,确定轴系中心位置。对于机组同轴度调整,当联轴器中间段较短时(<240mm),可以采用两支百分表,以一端半联为基准,测量另一端的端面跳动和径向跳动;当联轴器中间段较长时,可以使用激光测量仪调整。对于采用滑动轴承的泵,在轴瓦检修工作中应严格执行刮瓦、研瓦、再刮瓦的循环工序,保证轴瓦各部位间隙及轴瓦与轴颈的接触面积符合标准要求。
3)加强设备的巡查和基础的检测
定期对离心泵的运行状态进行检查,防止其偏离正常使用工况,降低水力波动,避免振动增大。对于输送冷凝水等汽蚀余量要求低的离心泵,应避免进IZl堵塞、漏气或大流量运行万方数据。