離心泵振動(dòng)原因分析和解決方案

萬鶴鳴（大慶煉化公司動(dòng)力一廠空分二車間 163411）

離心泵，在日常生活中，被廣泛應(yīng)有于煉油和化工企業(yè)，離心泵的安全和準(zhǔn)確運(yùn)行，對整個(gè)生產(chǎn)過程起著至關(guān)重要的作用。因此，如若離心泵在工作時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，那么就會(huì)產(chǎn)生很多連鎖反應(yīng)，使工作無法正常進(jìn)行。也正因?yàn)槿绱耍嚓P(guān)的煉油和化工企業(yè)，每年都會(huì)投入大量的人力物力對離心泵進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和維修。這么做，不僅損耗了大量的時(shí)間和人力，而且這種做法也有很多的危險(xiǎn)成分。本文對離心泵振動(dòng)原因進(jìn)行了分析，并制定出了相應(yīng)的解決方案。

一、工藝參考值

1.汽蝕的剩余量不足

汽蝕，是指當(dāng)流道（可以是泵、水輪機(jī)、河流、閥門、螺旋槳甚至動(dòng)物的血管）中的液體（可以是水、油等）局部壓力下降臨界壓力（一般接近汽化壓力）時(shí)，水中氣核成長為汽泡，汽泡的聚積、流動(dòng)、分裂、潰滅過程的總稱。

(1)汽蝕的剩余量不足具體表現(xiàn)

離心泵的管道內(nèi)有類似放鞭炮的聲響。聲音在離心泵的入口處特別明顯，并且伴隨著較大幅度的振動(dòng)。情形加劇時(shí)，泵內(nèi)流量和離心泵出口處的壓力值會(huì)產(chǎn)生較大幅度的變化，流動(dòng)開始斷斷續(xù)續(xù)，位于離心泵出口處的管線開始振動(dòng)并且伴有較大的聲響，最終會(huì)導(dǎo)致離心泵出口處的壓力值降到零，出口流量值也降到零。離心泵內(nèi)的小型零件，表面不平整，有磨損的現(xiàn)象。

(2)汽蝕的剩余量不足原因分析

離心泵工作環(huán)境中有效的汽蝕的剩余量不足，這導(dǎo)致了離心泵入口處的壓力低于固定值，使泵內(nèi)物質(zhì)氣化。與此同時(shí)，溶解在液體里的氣體向外溢出，二者結(jié)合，形成了大量氣泡。這些產(chǎn)生的氣泡，伴隨著離心泵的內(nèi)部工作，迅速重新組織，形成了一個(gè)真空區(qū)。在這個(gè)真空區(qū)周圍的液體與之融合，這導(dǎo)致了局部高頻高壓水擊的形成，造成了離心泵和管道內(nèi)壓力的幅度變化，并形成了類似鞭炮的撞擊聲。

這些產(chǎn)生的氣泡，伴隨著離心泵的內(nèi)部工作，迅速重新組織，會(huì)使局部產(chǎn)生高溫，致使離心泵內(nèi)的小零件受到侵蝕。更嚴(yán)重一點(diǎn)，如果產(chǎn)生了大量的氣體，會(huì)占據(jù)管道內(nèi)的通道，阻塞管道的流暢性，最終會(huì)導(dǎo)致管道內(nèi)液體的斷流，造成泵抽空，發(fā)生汽蝕問題。

由于離心泵內(nèi)的流量受阻，使液體流動(dòng)時(shí)斷時(shí)續(xù)，這導(dǎo)致了離心泵產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，使內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞，最后這個(gè)工作流程將無法正常開展。

(3)汽蝕的剩余量不足解決方案

有效地增加汽蝕的剩余量

為防止汽蝕的剩余量不足，可采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，例如：提高離心泵入口的液面高度、適當(dāng)?shù)臏p少離心泵入口處不必要的小零件、改進(jìn)液體流淌的管道等方法，都可以有效地增加汽蝕的剩余量。

有效地降低必須汽蝕余量

離心泵的必須汽蝕量，是離心泵本身自帶的結(jié)構(gòu)。要想有效地降低離心泵內(nèi)必須汽蝕余量，就要從離心泵本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)入手，才能完成這一任務(wù)。例如：給離心泵裝設(shè)變頻調(diào)速器，降低離心泵的轉(zhuǎn)速，可以降低入口的相對速度，來間接地降低離心泵必須汽蝕余量。離心泵必須汽蝕余量的降低，在在一定程度上，還可以降低整個(gè)工作過程的能量損耗。

2.管道內(nèi)物質(zhì)的流量

(1)管道內(nèi)物質(zhì)的流量典型現(xiàn)象

離心泵在正常的流量標(biāo)準(zhǔn)下，是不會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)的。但是，一旦流量出現(xiàn)明顯的波動(dòng)幅度，離心泵內(nèi)的工作零件及管道，就會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)。當(dāng)流量回歸到正常值時(shí)，振動(dòng)和聲響也會(huì)隨之消失。

(2)管道內(nèi)物質(zhì)的流量原因分析

每一臺離心泵，都有一個(gè)屬于它的最佳工作環(huán)境，工作性能不是一層不變的。在正常的工作值下，離心泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)及聲響。但當(dāng)其正常工作環(huán)境被打破時(shí)，會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)及聲響。流量過大時(shí)，使管道內(nèi)部分空間熱量過高，產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象。流量過少時(shí)，離心泵內(nèi)的軸向力增大，不能使內(nèi)部各零件位于平衡狀態(tài)，有較大的沖擊力，使內(nèi)部零件遭到磨損、破壞。

(3)管道內(nèi)物質(zhì)的流量解決方案

最好的辦法，就是使離心泵的工作處于最佳狀態(tài)。如果沒辦法保持離心泵工作的最佳狀態(tài)，當(dāng)流量大時(shí)，可以另引一條小的回流線到泵入口的容器內(nèi)，但是也會(huì)造成一定的能量損耗。

還可以適當(dāng)調(diào)低轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)數(shù)，減小摩擦，從而減小振動(dòng)。

二、離心泵的工程建設(shè)問題

1.離心泵的管道

(1)離心泵的管道典型現(xiàn)象

離心泵有效汽蝕余量滿足正常值時(shí)，離心泵的入口壓力出現(xiàn)波動(dòng)，會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。

(2)離心泵的管道原因分析

離心泵入口位置的設(shè)備出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象，導(dǎo)致入口為全部打開，從而導(dǎo)致管道內(nèi)壓力過大。管道內(nèi)形成了氣壓差，使物質(zhì)汽化，造成了汽蝕問題。

(3)離心泵的管道解決方案

對離心泵及其管道，進(jìn)行定時(shí)檢查和維護(hù)，及時(shí)清理出現(xiàn)在管道內(nèi)和泵內(nèi)的異物；打開過濾器，及時(shí)清理過濾裝置，定時(shí)更換新的過濾設(shè)施；在離心泵工作時(shí)，把離心泵的閥門完全打開。

2.離心泵的基礎(chǔ)設(shè)施

(1)離心泵的基礎(chǔ)設(shè)施典型現(xiàn)象

通常在離心泵正常工作時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)及聲響，在泵的入口和出口處，振動(dòng)尤為明顯。

(2)離心泵的基礎(chǔ)設(shè)施原因分析

作為一種轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，離心泵工作的時(shí)候，本身會(huì)產(chǎn)生一些輕微的振動(dòng)，如果再加上管道沒有連接好，會(huì)使這種振動(dòng)傳遞給管道。

當(dāng)設(shè)備常年工作，清理不及時(shí)，常年累積的異物會(huì)磨損設(shè)備，使離心泵工作效率降低，還使設(shè)備內(nèi)部零件磨損，脫落。

(3)離心泵的基礎(chǔ)設(shè)施解決方案

及時(shí)的清理管道和離心泵，對過濾器進(jìn)行及時(shí)的清洗和更換。如果振動(dòng)依舊很大，則建議打開離心泵設(shè)備，仔細(xì)檢查泵內(nèi)的零件情況，對泵進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)試和改造。

[1]韓榮、趙宗彬、惠恒雷、徐展，《煉油廠離心泵振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)研究進(jìn)展》[J]，石油化工設(shè)備，2011年.

[2]田志剛，《離心泵振動(dòng)的原因及預(yù)防》[J]，石油化工設(shè)備，2010年.

[3]趙鵬，《離心泵振動(dòng)故障診斷方法研究及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)》[J]，華北電力大學(xué)，2011年.

[4]賈廣波，《多級離心泵振動(dòng)原因分析》[J]，河南科技，2013年.