離心泵的振動分析及預防措施，一定要懂！

本文的內容就石化行業使用的離心泵振動原因進行分析，並提出了相應的預防措施，希望能對現場運行人員的維護和檢修工作提供借鑒。

離心泵是石化行業使用的重要輔助設備，其能否可靠運行直接影響著企業的安全和經濟性。隨著動力裝置的大型化和迴轉設備的高速化，離心泵的振動問題也日漸顯現。根據石化行業設備故障統計，振動問題已成為設備部件損壞、密封泄漏以及造成設備停運的重要原因。

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，包括離心泵的設計、製造、安裝、運行、使用及系統管路布置等因素。但在使用現場，造成設備振動增大的原因更集中在以下幾個方面。

1、轉子不平衡

當轉子的質心偏離迴轉軸線時，便會產生偏心質量。高速運轉下的轉子便會產生方向周期變化的離心力，該力作用在支撐軸承上，便誘發了軸承部位的振動。理論上影響偏心質量的因素很多，但根據設備實際運行情況，轉子不平衡引發振動，多集中在以下幾方面：

1）轉子平衡精度較低，存在較大的殘餘不平衡量。

2）葉輪等迴轉零件，在高速轉動時，因迴轉應力造成內孔擴張，形成葉輪和軸的配合間隙變大，從而使轉子部件的平衡品質劣化。

3）泵軸自身在實際運行中，因某種原因發生彎曲變形，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、機組同軸度調整不良產生振動

一般情況下電動機和泵通過聯軸器實現動力傳遞。裝配時電機和泵的同軸度有嚴格的調整精度要求。機組運行狀態下，同軸度超差會破壞聯軸器工作的平衡狀態；為補償這種偏差，聯軸器的撓性原件便會產生交變的協調變形，從而產生交變的協調內里，此力作用在泵和電機上，便引起機組振動。

3、軸承原因引發振動

軸承磨損，造成內外套間隙變大。轉子部件偏心運行，產生振動。這種情況多集中於立式泵。對於滑動軸承，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於轉子旋轉的相反方向上，迫使轉子激烈地振動旋轉。這種振動是一種自激振動，與轉速無關。如果軸瓦兩側間隙不合適，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於策動力頻率時，機組產生強烈振動、機組共振時，理論上其振幅無限放大。但是轉動機械實際運行時，由於水力阻尼、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：轉子部件固有頻率接近運行轉數時產生的共振，稱之為轉子共振，稱之為基礎共振。轉子共振頻率與轉子的平衡狀態無關，但偏心質量的存在會加劇振動幅值。

5、轉子部件中心線偏離泵殼中心

構成轉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換，將葉輪流出的液體動能轉換為壓力能，提高泵的工作效率。理想狀態下，葉輪和泵殼間的水力流動是軸對稱的，壓力對稱分佈。雙支承泵轉子軸線調整不良，密封環、級間襯套等零件發生磨損，密封間隙變大，水力支撐減弱，轉子部件中心線在運行狀態下便會偏離泵殼中心；這種周對稱狀態將被打破，壓力非對稱分佈，產生徑向力作用在轉子部件上，從而產生振動。

6、水力波動和汽蝕引起振動

設備運行中，離心泵偏離額定工況點后，泵內水力流態異常，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於氣化壓力時，液體便發生氣化，形成氣泡。氣泡向前流動，進入高壓區後會迅速縮小並潰滅，周圍液體質點將高速填充空穴，發生強烈水力衝擊，產生振動和雜訊。

二、維護人員應採取的預防措施

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，應針對這兩方面採取必要的預防措施和改進方法，使機組穩定運行。主要措施如下：

1、增加平衡程序

設備大修時，對多級泵而言，應進行泵軸直線度檢測，通常徑向跳動值應小於0.05mm，否則應進行校直處理。轉子部件更換葉輪及其他迴轉零件后，應增設轉子動平衡檢測工序，以減小轉子不平衡量，平衡精度應不低於G2.5。

檢修人員應根據交工文件的記載確定轉子的平衡轉數。對於剛性轉子而言，可以進行低速動平衡試驗；對於撓性轉子而言，則平衡試驗的轉數不應低於轉子的工作轉數。

2、完善檢修和調整工藝

設備的檢修及相關同軸度調整、軸承游隙調整，對設備可靠運行、消除振動是極其重要的，因此必須嚴格按照設備運行維護手冊要求，完善相關檢修和調整工藝，並嚴格按照此執行，避免野蠻操作，減少相應零件的裝配誤差。

對於轉子部件中心線和泵殼中心的對中調整，應使用兩側軸承箱上的調整螺栓（頂絲螺栓）進行。微調雙側頂絲螺栓，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。

對於機組同軸度調整，當聯軸器中間段較短時（<240mm），可以採用兩支百分表，以一端半聯為基準，測量另一端的端面跳動和徑向跳動；當聯軸器中間段較長時，可以使用激光測量儀調整。對於採用滑動軸承的泵，在軸瓦檢修工作中應嚴格執行刮瓦、研瓦、再刮瓦的循環工序，保證軸瓦各部位間隙及軸瓦與軸徑的接觸面積符合標準要求。

3、加強設備的巡查和基礎的檢測

定期對離心泵的運行狀態進行檢查，防止其偏離正常使用工況，降低水力波動，避免振動增大。對於輸送冷凝水等汽蝕余量要求低的離心泵，應避免進口堵塞、漏氣或大流量運行。