浅析吸收塔地坑泵振动原因及处理对策

浅析吸收塔地坑泵振动原因及处理对策

卫鑫

华能洛阳热电有限责任公司 河南省 洛阳市　 471000

摘要：液下泵广泛使用用电厂的吸收塔地坑之中，但由于其泵体有很长一部分是悬挂并浸没在液体或者泡沫之中，且泵头部位没有支撑点，刚性较差可能出现泵体振动，进而对轴承或者其它设备部件造成损坏。本文结合现场实际对液下泵支撑管损坏的原因进行分析，进而提出一种解决办法。

关键词：液下泵　地坑泵　振动

1 前言：

液下泵广泛应用于电厂脱硫系统吸收塔地坑之中，作为吸收塔溢流液体和地坑收集的其他液体回收利用的重要过程载体（简称为：地坑泵），其通常为单级单吸悬臂式离心立式结叶轮、泵体等过流部件浸没于被输送物料当中，一般可达0.5-7米，并能够在全扬程范围内使用。电机布置在液面之上，长轴连接。由于泵轴较长，运行中摆动幅度较大，容易产生震动或者震动超标，从而影响泵的稳定可靠运行。

2 设备概况

华能洛阳热电有限责任公司吸收塔地坑泵采用广泛LCBO型单级单吸立式液下泵，该泵主要由泵体、叶轮、耐磨板、轴、支撑板、出液管、轴承座、联轴器、电机座等零部件组成。该泵叶轮和护板均用耐磨耐蚀钢制造，可用于腐蚀介质或悬浮液的输送，耐腐蚀性强、无堵塞、耐高温。泵配带立式电机，并放置在液面之上。

3 存在问题：

地坑泵在刚投入使用前三年的时间段内，运行正常，测量轴承温度和电机振动在合格范围内，电机工作正常，电流不超标，温升在合格，从第四年开始运行中轴承座、电机出现振动，且振动有逐渐发展之趋势，但测量轴承温度合格且轴承也不存在缺油运行情况。

依据厂家提供的解决方法：检查地坑泵安装时基础板是否未找平找正；叶轮流道内存有夹杂物；管道配置是否不合理；叶轮是否已存在腐蚀产生不平衡等措施均未发现异常，但振动问题确实存在，以下是#2吸收塔#1地坑泵在两个月内经6次测量后收集的运行数据：

说明：轴承转速：1000≦N≤2000 振动烈度：0.08mm/S为合格

电 动 机：≤15KW 振动烈度：0.71mm/S为合格

从上表可以看出，#2吸收塔#1地坑泵在三个月内轴承座和电机振动有逐渐增大趋势，振动严重时其立式驱动电机的护罩甚至出现松动和螺丝脱落，由于实际工况下该泵并不是连续运行，因此该地坑泵虽然存在运行振动超标问题但其出力仍可以满足生产需要。

4. 原因分析及处理方法

在吸收塔停运及该泵解除备用后，对该泵进行了解体检查，检查靠近泵头端调心滚子轴承22224C/C4双列圆锥滚子轴承外观无明显损坏，测量轴承游隙在合格范围内。靠近电机侧深沟球轴承6326保持器有松动现象，个别滚珠有斑点锈蚀，该轴承已经不具备安全稳定运行条件。叶轮和轴端配合比较紧凑，其叶轮没有明显的磨损出现。但泵的支撑管和支撑板连接法兰靠近泵头方向支撑管上发现径向裂纹，且裂纹长度已经贯穿支撑管径的1/3，裂纹呈不规则形状粉笔，并贯穿与加强筋板内外，详见下图：

支撑管裂纹

支撑管裂纹

从该泵整体结构分析，支撑板是该泵的生根点，在支撑管法兰和该处使用螺栓固定后，该处承担泵的自重和克服泵在运行中产生的扭矩等应力，消除泵在运行中的振动。为了保证连接的刚度制造厂家也对支撑管采用了加强筋板处理，但筋板长度只有支撑管长度的1/5左右，相对较短。

由于该地坑泵在支撑板下液面中的长度达2.5米，泵头浸没在液位中，且泵头没有支撑点，因此每次启动产生的扭转应力都由支撑板承担，近段时间来由于工况变化泵的运行次数较频，支撑管承担的交变应力次数也较多，且抽取泡沫含量比较丰富的液体次数较多，而地坑泵抽取泡沫的能力不强，因此很多情况下泵的负载较低，基本上相当于泵头悬空空转，没有了液位的阻隔泵头摆动幅度相对更大。所有的扭动应力传到支撑板后此处存在一个应力集中，由于支撑板是预制件承载应力能力大于支撑管，而支撑管的强度相对较低，因此在长期运行之后，支撑管就出现了裂纹导致其刚度降低出现振动，在不断的启动应力冲击下，裂纹越来越长，刚度越来越差，外在表现就是泵的振幅逐渐加大，其在支撑板的固定点就如跷跷板的支点，距离支点越远振幅越大，现场测量振幅，电机处振幅大于轴承座处也体现了这一特征。

综合分析，地坑泵振动的主要原因是由于支撑管出现裂纹造成，造成裂纹的原因是支撑管的强度不能满足工况要求。因此在对支撑管校正后重新进行加固处理，将靠近支撑板侧支撑管加强筋板长度延伸至支撑管长度的1/3，回装时将损坏的深沟球轴承6326和运行工况较差的调心滚子轴承22224C/C4更换。同时将地坑泵重新采用支架安装就位找平，将泵排出口进行找平，要求其横向水平度允差为0.2mm/m，纵向水平允差为0.2mm/m。另一方面调整泵的启停液位防止其空转运行。

4. 效果检验

泵支撑管加固及回装完成后，试运行泵振动水平0.02mm/s，垂直0.03mm/s，轴向0.03mm/s，电流57A。各项参数符合要求，泵的振动消除，运行可靠稳定。

4. 结束语

#2吸收塔#1地坑泵振动缺陷的处理相对是比较成功的，并可以推而广之，后期利用其它停机机会对剩余的三台地坑泵也进行了检查，发现支撑管出现裂纹的情况在其它泵上也有不同程度的表现，只是裂纹比较轻微造成的振动不很明显，说明该批地坑泵存在同类问题，一并处理后各泵的振动值都比较优秀，振动隐患消除。

参考文献：襄阳五二五：LCBO型液下泵单极单吸离心泵安装使用说明书

　　　　　赵奎山　孙宝辉　田应雄：液下泵振动故障分析　

　　　　　张孝风：液下泵结构与接轴方式分析