本文的內(nèi)容就石化行業(yè)使用的離心泵振動原因進行分析，并提出了相應(yīng)的預防措施，希望能對現(xiàn)場運行人員的維護和檢修工作提供借鑒。
離心泵是石化行業(yè)使用的重要輔助設(shè)備，其能否可靠運行直接影響著企業(yè)的安全和經(jīng)濟性。隨著動力裝置的大型化和回轉(zhuǎn)設(shè)備的高速化，離心泵的振動問題也日漸顯現(xiàn)。根據(jù)石化行業(yè)設(shè)備故障統(tǒng)計，振動問題已成為設(shè)備部件損壞、密封泄漏以及造成設(shè)備停運的重要原因。
一、離心泵振動原因分析
從廣義上講，引起離心泵振動的原因是多方面的，包括離心泵的設(shè)計、制造、安裝、運行、使用及系統(tǒng)管路布置等因素。但在使用現(xiàn)場，造成設(shè)備振動增大的原因更集中在以下幾個方面。
1、轉(zhuǎn)子不平衡
當轉(zhuǎn)子的質(zhì)心偏離回轉(zhuǎn)軸線時，便會產(chǎn)生偏心質(zhì)量。高速運轉(zhuǎn)下的轉(zhuǎn)子便會產(chǎn)生方向周期變化的離心力，該力作用在支撐軸承上，便誘發(fā)了軸承部位的振動。理論上影響偏心質(zhì)量的因素很多，但根據(jù)設(shè)備實際運行情況，轉(zhuǎn)子不平衡引發(fā)振動，多集中在以下幾方面：
1）轉(zhuǎn)子平衡精度較低，存在較大的殘余不平衡量。
2）葉輪等回轉(zhuǎn)零件，在高速轉(zhuǎn)動時，因回轉(zhuǎn)應(yīng)力造成內(nèi)孔擴張，形成葉輪和軸的配合間隙變大，從而使轉(zhuǎn)子部件的平衡品質(zhì)劣化。
3）泵軸自身在實際運行中，因某種原因發(fā)生彎曲變形，造成不平衡量增大。
4）葉輪磨損、斷裂或被異物堵塞，造成不平衡量增大。
2、機組同軸度調(diào)整不良產(chǎn)生振動
一般情況下電動機和泵通過聯(lián)軸器實現(xiàn)動力傳遞。裝配時電機和泵的同軸度有嚴格的調(diào)整精度要求。機組運行狀態(tài)下，同軸度超差會破壞聯(lián)軸器工作的平衡狀態(tài)；為補償這種偏差，聯(lián)軸器的撓性原件便會產(chǎn)生交變的協(xié)調(diào)變形，從而產(chǎn)生交變的協(xié)調(diào)內(nèi)里，此力作用在泵和電機上，便引起機組振動。
3、軸承原因引發(fā)振動
軸承磨損，造成內(nèi)外套間隙變大。轉(zhuǎn)子部件偏心運行，產(chǎn)生振動。這種情況多集中于立式泵。對于滑動軸承，如果軸瓦頂部間隙過小或瓦蓋緊力過大，都會造成軸與上瓦的部分接觸，接觸點的摩擦力作用于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的相反方向上，迫使轉(zhuǎn)子激烈地振動旋轉(zhuǎn)。這種振動是一種自激振動，與轉(zhuǎn)速無關(guān)。如果軸瓦兩側(cè)間隙不合適，則無法形成工作油囊，造成干摩擦，也會引起自激振動。
4、共振
共振是機械振動的一種特殊情況，即當機組的固有頻率等于策動力頻率時，機組產(chǎn)生強烈振動、機組共振時，理論上其振幅無限放大。但是轉(zhuǎn)動機械實際運行時，由于水力阻尼、材料阻尼等因素的存在，共振振幅只能達到一個有限值。共振存在兩種形式：轉(zhuǎn)子部件固有頻率接近運行轉(zhuǎn)數(shù)時產(chǎn)生的共振，稱之為轉(zhuǎn)子共振，稱之為基礎(chǔ)共振。轉(zhuǎn)子共振頻率與轉(zhuǎn)子的平衡狀態(tài)無關(guān)，但偏心質(zhì)量的存在會加劇振動幅值。
5、轉(zhuǎn)子部件中心線偏離泵殼中心
構(gòu)成轉(zhuǎn)子部件的主要零件為葉輪，其作用是給液體增加能量。泵殼的作用為能量轉(zhuǎn)換，將葉輪流出的液體動能轉(zhuǎn)換為壓力能，提高泵的工作效率。理想狀態(tài)下，葉輪和泵殼間的水力流動是軸對稱的，壓力對稱分布。雙支承泵轉(zhuǎn)子軸線調(diào)整不良，密封環(huán)、級間襯套等零件發(fā)生磨損，密封間隙變大，水力支撐減弱，轉(zhuǎn)子部件中心線在運行狀態(tài)下便會偏離泵殼中心；這種周對稱狀態(tài)將被打破，壓力非對稱分布，產(chǎn)生徑向力作用在轉(zhuǎn)子部件上，從而產(chǎn)生振動。
6、水力波動和汽蝕引起振動
設(shè)備運行中，離心泵偏離額定工況點后，泵內(nèi)水力流態(tài)異常，造成水力波動增大，從而會導致離心泵振動超標；某種原因造成離心泵葉輪入口液體的絕對壓力低于氣化壓力時，液體便發(fā)生氣化，形成氣泡。氣泡向前流動，進入高壓區(qū)后會迅速縮小并潰滅，周圍液體質(zhì)點將高速填充空穴，發(fā)生強烈水力沖擊，產(chǎn)生振動和噪聲。
二、維護人員應(yīng)采取的預防措施
通過以上的分析，離心泵振動主要是機械方面和液體水力流動兩方面原因造成的。因此，應(yīng)針對這兩方面采取必要的預防措施和改進方法，使機組穩(wěn)定運行。主要措施如下：
1、增加平衡程序
設(shè)備大修時，對多級泵而言，應(yīng)進行泵軸直線度檢測，通常徑向跳動值應(yīng)小于0.05mm，否則應(yīng)進行校直處理。轉(zhuǎn)子部件更換葉輪及其他回轉(zhuǎn)零件后，應(yīng)增設(shè)轉(zhuǎn)子動平衡檢測工序，以減小轉(zhuǎn)子不平衡量，平衡精度應(yīng)不低于G2.5。
檢修人員應(yīng)根據(jù)交工文件的記載確定轉(zhuǎn)子的平衡轉(zhuǎn)數(shù)。對于剛性轉(zhuǎn)子而言，可以進行低速動平衡試驗；對于撓性轉(zhuǎn)子而言，則平衡試驗的轉(zhuǎn)數(shù)不應(yīng)低于轉(zhuǎn)子的工作轉(zhuǎn)數(shù)。
2、完善檢修和調(diào)整工藝
設(shè)備的檢修及相關(guān)同軸度調(diào)整、軸承游隙調(diào)整，對設(shè)備可靠運行、消除振動是極其重要的，因此必須嚴格按照設(shè)備運行維護手冊要求，完善相關(guān)檢修和調(diào)整工藝，并嚴格按照此執(zhí)行，避免野蠻操作，減少相應(yīng)零件的裝配誤差。
對于轉(zhuǎn)子部件中心線和泵殼中心的對中調(diào)整，應(yīng)使用兩側(cè)軸承箱上的調(diào)整螺栓（頂絲螺栓）進行。微調(diào)雙側(cè)頂絲螺栓，用百分表測量垂直和水平方向的浮動量，確定軸系中心位置。
對于機組同軸度調(diào)整，當聯(lián)軸器中間段較短時（<>
3、加強設(shè)備的巡查和基礎(chǔ)的檢測
定期對離心泵的運行狀態(tài)進行檢查，防止其偏離正常使用工況，降低水力波動，避免振動增大。對于輸送冷凝水等汽蝕余量要求低的離心泵，應(yīng)避免進口堵塞、漏氣或大流量運行。
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