循环水泵故障诊断与处理

循环水泵故障诊断与处理于涛大庆炼化公司黑龙江大庆市 163411摘要通过对循环水泵振动数值的对比以及对频谱信号进行特征分析，诊断出循环水泵出现了轴弯曲故障，据此及时停机检查,找到故障源并及时消除,避免了由于泵轴弯曲而引发更大的生产事故。关键词循环水泵 泵轴弯曲故障诊断中图分类号TH113.1 文献标识码 B循环水泵作为动力厂循环水车间的主要设备，拍负着为炼3油化T生产装置提供换热介质的重要作用。水泵运转正常与否直接影响常减压.ARGG等关键装置的正常工艺操作。因此,作电机泵为关键设备大大加强了对其振动的监控力度。1.设备结构简图及测点布置图1为循环水泵的结构示意及测点布覺简图，水泵为水平剖分6流道单叶轮结构.泵轴两端采用滑动轴承支撑。机泵功率图1循环水泵结构示意及测点布置图为1250kW ,电机铭牌转速为730r/min,电机和水泵联接采用膜片式弹性联轴器。机水泵测点振动值比较以前均有所增大,达1.5~2.5倍.其中2009年3月12日，操作人员发现- -台 循环水泵声音异3H(水 平方向)测点振动速度有效值最高值达到6.69mm/s(参常、触摸机泵壳体感到明显振动.经专业人员诊断,测试出电照GB/76075.1-1999:在非旋转部件上测量和评价机器的机械电机单机试车时,其振动较基础未作处理前更好,其中①H .①问题之策。 例如上述1.6 万m'制氧空压机振动诊断实例.虽然V .①A分别为4μm，3yμm .6μm。联机试车时.虽然电机振动仍然故障表现在电机上, 但不能一味地就电机论事，还要从机组系剧烈,但其振动特性较加固前有所改善。从电机的升速曲线可统、设备基础等方面查找原因,问题便迎刃而解。以看出，1200r/min至1470r/min区间的陡峭形态有所趋缓。并(3)为防止破坏性共振的发生,一方面.在机械设计中应合且.原来电机三个方向上的振动由垂直方向较为突出.变为轴理设计转子的特征参数，尽可能使其固有频率偏离强迫激振力向较为突出。这些现象表明,基础加周后，系统的振动特性发生的频率;另--方面，在设备使用过程中要加强维护保养.当设备了改变.因此,对基础进行处理的方向是正确的。第二次加固处运行条件发生改 变(如基础出现裂纹)时,要及时加以处理,消除理后的电机升速曲线更进一步表明,机组的振动特性得到了明隐患,以免故障进 一步扩展。显改善。(4)当前冶金、石化等流程工业的动力设备朝大型化、高速5.故障处理及效果化方向发展.其转子往往在二阶甚至更高阶临界转速之上运行，对基础进行了两次加固处理.第-次,对电机侧的两根纵梁因此 .在机器设计、现场设备技术管理中,必须考虑转子的二阶进行加固，并对压缩机侧两根横梁的裂纹进行灌胶和表面粘接甚至更高阶临界转速。碳纤维处理;第二次加固处理是将压缩机侧出现裂纹的横梁和(5)在设备操作中.转子的副临界转速往往容易被忽视.笔立柱之间用混凝土浇筑成一体，同时对电机侧的立柱之间用角者提出的“副临界转速区共振"问题应引起足够重视.这对科学钢进行加固。联机试车时，电机前后轴承座处的振动值均降到制定设备操作规程,保证设备稳定安全运行具有重要意义。60μm以下,振动故障得以消除。这次故障处理.由于原因判断参考文献准确,处理措施得当,共节省10天检修时间，创造直接经济效益1 廖明夫转 子动力学基础.中国西北工业大学&德国柏林工业大学旋98.79万元。转机械与风能装置测挖研究所2007四、结论及建议虞和济,韩庆大,李沈等设备 故障诊断工程北京冶金工业出版社,(1)实践证明,笔者分析总结的共振故障机理和振动特征,3王志清透平压缩机的调节运行与振动北京:机械工业出版社,19962001对诊断旋转设备共振故障具有很强的理论指导意义。W09.12- -21(2)在进行设备故障诊断时,不能仅从出现故障的设备本身[编辑王其]查找原因，还应将其置于机组及其支撑构成的系统中寻求解决该断技米a设备管理与维简2009 N612 43振动标准，振动速度有效值标准小于2.3mm/s 为优，小于为了解决上:面的问题，需要借助其他测点频谱进行分析判4.5mm/s为良，大于7.1mm/s则不可用)，此振动值已接近超断 .图4~图7分别是联轴器两端垂直、水平、轴向振动的频谱标。按照通常报警设置规则,以4.5mm/s为停机限值.最大振值图。从图3、图4可以看出,垂直与水平方向的频谱分布特征具显然已经超出1.25倍的停机限值。单从振动数值来看.该泵状有一 一致性 .也就是说.在径向方向表现出来振动特征是一致的、态已经处于危险状态,故立即采集相关测点的振动频谱,进行可信的;从图6、图7可知.电机联轴器端测点的水平、垂直方向精密诊断。都存在2倍频峰值,其幅值大小为水平分量大于垂直分量,不对2.分析与诊断中特征明显。当微调循环水流量时，发现振动值也发生相应变为了确保判断准确，在对故障机泵进行频谱采集的同时,还化,这完全符合不对中所反映的振动敏感性特征网。图s提供了对同类型水泵中运行状态较为一般的其他设备作为参照进行振一个非常有利的信息，其轴向1倍频的幅值与垂直方向的1倍动监测,通过对比发现:故障机泵振动数值较高,两台设备的频频相等 .这就意味着轴向作用力的存在,系统还可能存在角度不谱分布有明显区别。对中、轴弯曲等故障。为了便于诊断分析，选择具有代表性的测点频谐进行分析，重点考虑振动变化较为突出、振动幅值最大的测点。首先,通过5对比故障机泵与正常机泵较大振值测点频谱.借助类比法",找4出该泵与其他机泵谱图区别所在.初步确认可能的故障范围;然后，结合故障机泵其他测点的谱图进行故障源的确认。经过筛冒3-1241H.268mm/s选,确定联轴器两端测点作为重点分析对象。图2是参照机泵3H测点振动频谱，从图中明显看到该测24.8Hx, 1.10mum/s74.4Hz, 1.12mm/s点以74.4Hz频率为主导.转频12.4Hz对应幅值较小，这也是以前平时监测过程中较为常见的频谱分布结构。循环水系统由于204C60801012140受到终端用户的操作影响，其流量和压力在一定范围内存在着波动,这就使得循环水泵的叶轮扰动变得相对明显.因其叶轮为图4故障机泵3V测点振动频谱6流道，所以出现转频的6倍频峰值即叶轮通过频率峰值属于正常情况。图3是故障机泵3H测点振动频谱.该点频谐出现了2倍频峰值，其1倍频振值也明显高于参照设备。这就明确了从谱图中探寻故障问题的关键，即1倍频幅值增大原因和为何出现2倍频。冒3-1倍额12.4Hz,2.65mm/s214-74.4Hz, 3.09mn/e4068120 1413H2-图5故障机泵 3A测点振动频谱1倍频12.4Hz, 11mm/s1001203图2参照机泵 3H测点振动频谱1倍频12.4Hz倍频120 14074.4Hz,234mm/s24.8Hz, 1.62m/s图6故障机泵 2V测点振动频谱不同的不对中形式可以引发不同振动特征凹，前面基本确定100 120了平行不对中的存在，考虑到径向2倍频峰值和轴向1倍频的幅值增高同时出现，怀疑还存在着较严重的角度不对中,但是即图3故障机泵3H测点振动频谱便这样,一-般也不会导致径向1倍频的振动剧增,这说明还有另44设备管理与维储2009 NI2■施断技术m4+向2倍频分最增大,综合作用使得水泵整体振动增大，声音异常;而且.裂纹的出现意味着轴弯曲存在继续裂化的趋势。3-由于加T:新轴的周期较长.在时间较紧迫的情况下,对泵轴1倍频12.4Hx进行校直修复,处理裂纹部位.更换位置重新铣槽,加I处理过2-9程中尽可能避免出现应力集中部位。2倍频4.试车情况检修后试车.循环水泵振动明显减小(表1),复查相关测点振动正常(图8~图10),循环水泵恢复到良好运行状态。204080100120 140H5图7故障机泵 2H测点振动频谱4i34-2冒31倍频， 1.18mm/s2-74.4Hz,1.52m/s1十912.4Hz,1.09m/s6100 120 1401+图9修后机泵3V测点振动频谱图8修后机泵 3H测点振动频谱外的故障存在.考虑叶轮在每次安装前都进行不平衡测试，所以分析故障原因为轴弯曲。根据振动理论,这一分析与实际状况相符合。轴弯曲的振动情况既有不平衡的特征，又在某种情况下(弯曲部分靠近联轴器或轴承)具有不对中的特征，所以决定先对循环水泵进行对中检查和机泵解体检查。1-124Hz,0.93mn/e3.停机检查及处理20 406010120 14按照修理计划,进行联轴器对中检查,发现存在平行不对中的现象,但是没有明显的角度不对中,也就是说,联轴器的故障图10修后机泵 3A测点振动频谱不是轴向1倍频、径向1倍频增大的因素，不是振动增大的主因。根据对中检查的结果,对循环水泵解体检查.发现主轴在靠参考文献近叶轮处存在弯曲，沿轴向选点进行打表检测，最大跳动偏差1 易良集简易振动诊断现场实用技术机械T业出版社.20042.6mm,而且在弯曲附近键槽处有微小裂纹。这说明，由于轴弯沈庆根郑水英. 设备故障诊断.化学工业出版社.2005曲作用导致轴向径向1倍频的较大增幅,联轴器的故障导致径3盛兆顺，尹琦岭.设备状态监测与故障诊断技术及应用化学工业出版表1社2003测点HIV1|2H2V.2AH|3V34|4H44H4杨志伊等设备状态监测与故障诊断.中国计划出版社,2006修前振值2.09 2.17 3.08 3.52 | 3.13| 4.17 6.69 4.60 3.85 3.69 4.13| 3.58W09.12- 22修后振值| 1.92 0.81 1.03 1.26 1.08 0.89 2.54 2.28 2.92 2.48 1.97 2.27[编辑王其]轴承故障诊断仪动平衡仪用土北京森德格科技有限公司www.sendig.com 电话:(010 )82895321■该断越坐备管理与维简2009 N012 45