海宁长河水务有限责任公司浙江海宁314408
摘要:本文主要针对水泵机组运行过程中各部件存在的振动问题进行合理分析,重点阐明造成水泵机组产生振动问题的具体原因。并主要从水泵机组的机械结构设计、安装运行、维护管理等方面,提出具体的缓解泵振动现象的改进措施,目的在于确保水泵机组运行安全,不受振动问题影响。希望通过本文的相关阐述,能够给相关人员一定的参考价值。
关键词:水泵机组;振动问题;维护管理;改进措施;
前言:从客观角度上来讲,振动问题始终是评价与衡量水泵机组运行状况的重要指标。在正式运行过程中,水泵机组会面临多种不确定因素的影响,如环境因素、人为因素等,而出现一系列运行隐患问题。其中,振动问题作为水泵机组运行过程中经常面临的隐患问题,主要是由于人为操作、系统自身等负面原因造成。为规避负面因素的影响,维护管理人员必须肩负起自身的工作重责,明确造成水泵机组产生振动问题的具体原因,并从根本处加以解决,确保水泵机组运行安全。必要时,可以采取创新管理手段,最大限度地确保水泵运行效果。
1造成水泵振动问题的主要原因分析
1.1零部件问题
电机结构件松动或者轴承定位装置松动都会有可能引发水泵机组振动问题。再加上受到质量偏心问题的干扰,转子弯曲以及质量分布不均问题,都会引发静、动平衡量超标问题。究其原因,主要因为上述情况会直接导致支撑刚度严重下降,会继发性引起水泵振动问题[1]。另外,像电机定子绕组过程,介于安装工序不合格,导致各相绕组之间存在明显的电阻不平衡问题。如此一来,磁场分布缺乏均匀,促使所产生的电磁力出现不平衡现象,引发振动问题。
驱动装置架与基础之间接触固定效果不佳,会继发性引起隔离振动能力低、基础与电机系统传递效果差的问题,很容易造成基础与电机振动都超出规定标准的后果。或者水泵基础松动问题明显,在安装过程中很容易出现弹性现象,此时水泵与振动相位之间会产生临界转速问题。另外,像联轴器连接螺栓质量不佳,对称程度不高以及离心泵叶轮质量欠缺等均会引发振动问题。对此,必须加以严格重视。
1.2自身原因
水泵叶轮旋转过程会产生非对称压力场,其中,吸水池与进水管涡流反应明显,再加上叶轮内部与涡壳之间很容易出现叶片旋涡现象,容易产生振动问题。或者是叶轮叶片数有限促使出口压力存在一定局限问题,如出现分布不均问题。再加上叶轮内脱流、喘振问题明显,会进一步加剧泵体间的摩擦阻力[2]。
与此同时,像流动内的脉动压力以及汽蚀问题等都是无法规避的,如果不加以及时把控,势必会对泵体造成严重的摩擦问题与冲击阻力。举例而言,水流撞击隔舌与导流叶片的前缘会引发振动问题。再加上输送高温水的锅炉很容易给水泵自身造成一定的危害影响,如引发汽蚀反应等。
最重要的是,泵叶轮密封环缝隙过大等问题很容易造成泵体内泄漏问题。长期以往,严重的回流问题会进一步阻碍转子轴向力的不平衡性,会进一步加剧振动效应。或者是造成转子轴向力出现不平衡现象,也会引发振动反应[3]。
1.3人为管理原因
水泵机组若想得到安全运行,就必须优先做好水泵机组日常维护与管理工作。在正式管理过程中,相关负责人员必须意识到自身的工作重责,尽量将各项管理措施及时贯彻与落实到现场管理当中。针对水泵机组日常出现的运行风险问题,最好从根本处进行加强与规避。像零部件运行问题以及自身运行问题等,负责人员最好采取对应的管理措施进行解决。但是从当前实际管理现状来看,多数负责人员并未意识到自身的工作重责,日常维护与管理比较欠缺,很容易加剧水泵机组的振动程度。
2水泵运行振动问题的优化改进措施
2.1强化机械结构设计强度,规避振动问题
一般来说,若想彻底规避水泵运行振动问题,最好的解决本方法就是强化机械结构设计强度,从根本上规避振动问题。一方面,建议设计人员应该优先做好轴的设计工作。最好从增加传动轴支撑轴承数目入手,目的在于缩短支撑间距。并在适当的范围内减少轴长、或者是增加轴的直径。举例而言,当轴承转速趋近于整数倍泵转子固有振动频率时,泵及零部件之间就会发生振动反应。针对于此,在设计过程中,最好将传动轴的固有频率与电机转子角频率进行区别处理[4]。
另一方面,在滑动轴承的选择方面,建议设计人员最好优先选择不需要进行润滑处理的滑动轴承。像液态烃等化工泵作业,所选用的滑动轴承材料最好具备良好的润滑效果,如聚四氟乙烯等材料。举例而言,用于工业生产中的深井热水泵在导流衬套的选择方面,会优先以填充四氟乙烯为主,并根据设备实际运行情况,优化整体设计结构域质量,目的在于确保滑动轴承的固定性与安全性。另外,建议设计人员可以采取提高轴瓦承载能力的手段,加强整体运行效果,规避振动问题。
2.2做好水泵水力设计工作,消除振动影响
做好水泵水力设计工作是有效消除水泵机组振动效应的主要方法。一般来说,合理设计水泵叶轮与流道,在某些层面上会减少叶轮内部的汽蚀问题与脱流问题。与此同时,合理选择叶片数、叶片出口角等参数数据,是有效消除杨程曲线驼峰等问题的主要方法[5]。
与此同时,在叶轮与涡壳间隙问题方面,建议设计人员最好优先提高水泵的工作效率,如针对泵体的水流道设计问题、减少水力损失等问题进行优化设计。必要时,可以针对各种泵的进水段位置处进行合理设计,重点减少压力脉冲现象,确保流场稳定、提高泵体工作效率。
2.3加强日常维护管理水平,确保水泵机组正常运行
针对水泵机组日常出现的运行风险问题,最好从根本处进行加强与规避。像零部件运行问题以及自身运行问题等,负责人员最好采取对应的管理措施进行解决。举例而言,对待轴和轴系运行问题,负责人员最好在正式实行安装工作之前,重点检查好水泵轴、电机轴、传动轴等零部件是否存在弯曲变形问题、质量偏心问题等。如果发现存在上述问题,负责人员必须进行及时矫正。
与此同时,重点检查轴端间隙值,如果数值超过规定范围,则表示轴承严重损坏,必须予以及时更换。需要注意的是,像叶轮运行问题,最好重点检查动静平衡是否满足规范标准。除此之外,像联轴器运行问题,最好重点检查螺栓间距问题、联轴器内孔与轴配合问题等。如果松动问题过于明显,必须采取对应方法加以解决,尽可能地确保水泵机组的安全运行效果,防止振动问题的反复出现。
结论:总而言之,消除水泵机组运行过程中产生的振动问题,在很大程度上可以集中反映出机械加工工艺、水力设计软件功能以及运行负责人员的相关水平。根据本文的分析与阐述可知,造成水泵机组运行振动问题的原因存在多种,需要运行维护人员从多个层面出发,统筹规划、合理部署,力求将各项隐患因素及时消除于萌芽当中。需要注意的是,在排除振动期间,工作人员必须结合理论实践经验,不断提高设计质量与安装质量,确保水泵机组运行水平得以提高。除此之外,积极结合先进的工艺技术,不断优化水泵机组运行功能,从根本上规避振动问题。
参考文献:
[1]刘雪峰.中央空调冷源系统变负荷运行控制机理与应用研究[D].华南理工大学,2017.
[2]李建维.浅谈水泵运行震动的优化改进措施[D].西安建筑科技大学,2016.
[3]孟娜.并联水泵变频运行的效率保障技术研究[D].哈尔滨工业大学,2013.
[4]余鹏,李征涛,王一恒.水泵变频恒压差控制法的节能分析及应用[J].建筑节能,2018.
[5]伍小亭,芦岩.循环水泵变频调速运行实例研究[J].暖通空调,2016,08:25-32.