水泵機組振動有那些原因以及如何減少水泵機組振動
發(fā)布時間：2015年06月02日 02:46 閱讀：6120
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澤德
澤德全球污水提升器領導品牌今天這里為大家介紹水泵機組振動有那些原因以及如何減少水泵機組振動
所有的水泵和旋轉(zhuǎn)機械都會產(chǎn)生振動。振動的產(chǎn)生是無法避免的，也不是泵本身的問題：經(jīng)設計者(以及電動機設計者)設計的泵能承受正常限度內(nèi)的振動。這些振動限度隨泵的類型、安裝配置、供電要求、旋轉(zhuǎn)速度以及泵送的液體等的差異而發(fā)生變化。水力資源協(xié)會出版了美國國家標準協(xié)會(ANSI)所采用的一整套標準，其內(nèi)容涵蓋了振動動力學、測量標準以及允許限度。
通常情況下，如不造成明顯問題大部分的振動都忽略不計(但不建議忽略)。過度振動可能導致噪音過大、設備損壞以及過早疲勞失效。最近幾年內(nèi)開發(fā)的BAC網(wǎng)絡、SCADA系統(tǒng)以及建筑管理系統(tǒng)和生產(chǎn)商設計和開發(fā)的系統(tǒng)已頻繁用于測量和記錄泵內(nèi)的振動。確立基準參考值、確定限度以及將振動測量值并入預防性維修計劃等，通常將在振動引起重大故障或其他無法預知的后果之前保證泵的正常服務。
因水泵機組振動現(xiàn)象嚴重而被迫停機造成“關(guān)門淹”的情況較為普遍。有的泵站超常運行時的劇烈振動振破了泵房的玻璃。
根據(jù)干擾力的不同，可將水泵機組振動分為水力振動、機械振動和電磁振動等三大類，生產(chǎn)實際中振動是不可避免的，不同類型的水泵機組振動總是同時產(chǎn)生，不可能把它們截然分開。誘發(fā)這些振動的直接因素也是各不相同的。大水時水泵機組的超常劇烈振動的主要干擾力源是水力不平衡，應根據(jù)當時的實際情況正確分析原因，抓住主要矛盾切實采取有效的減振措施。
1.水位超高，泵站需要揚程加大，水泵工作在拐點附近的馬鞍形不穩(wěn)定區(qū)域。這種振動的主要特征是不穩(wěn)定和瞬間內(nèi)的周期性反復。如果這種循環(huán)的頻率與系統(tǒng)的振蕩頻率合拍，就有可能誘發(fā)共振而造成更嚴重的破壞，其減振措施主要有：
?。?）清除局部堵塞，疏通引水、進水和出水等過流通道，一方面改善流態(tài)，另一方面盡可能地降低泵站的需要揚程。
?。?）對于全調(diào)節(jié)水泵可通過改變?nèi)~片角度，調(diào)小或加大葉片角度都有可能使水泵工作避開拐點。調(diào)小葉片角度時還可以改善水泵的Q～H性能曲線，縮小不穩(wěn)定工作區(qū)。
?。?）在可能的條件下采用變速調(diào)節(jié)的方法，改變水泵的工作點至穩(wěn)定工作區(qū)域。
?。?）中小型水泵可設置旁道管或旁泄閥，控制水泵出口的流量不小于不穩(wěn)定工作流量。
2.水位超高，有的甚至超高2～3米，在這種情況下啟動水泵，其出水流道中的空氣難以排出，水流的挾氣能力也大大降低。空氣的反復壓縮膨脹，引起壓力脈動，誘發(fā)機組振動，嚴重時機組將無法起動?？舍槍嶋H工程情況，采取疏導、改進或增設出水流道的排氣設施，提高排氣速度和挾氣能力，盡量縮短起動過程。
3.前池水位過低，改變了進水流態(tài)，形成進水挾帶表面旋渦和附壁渦帶，進入葉輪工作室后被葉片切割而引發(fā)振動，其頻率與葉片數(shù)成正比，且常伴有較大的噪音。通?？刹捎脤Я鳌⒃O置隔板等應急措施來有效減振。
4.水波動較大，出水流態(tài)紊亂，波浪壓力波反射入出水流道而引發(fā)機組振動，應積極采取有效實用的出口防浪減波和穩(wěn)流措施。
5.內(nèi)澇水（有可能漫過攔污柵）沖挾異物，進入流道乃至葉輪工作室，造成局部堵塞，形成不對稱流場，在引發(fā)水力振動的同時還有可能加劇弓狀回旋機械振動。及時發(fā)現(xiàn)徹底清污，即可有效減振。
6.由于水泵工作點遠離正常工作范圍，泵本身的必需汽蝕余量Δhr超常增大，或者由于進水流態(tài)的惡化而產(chǎn)生汽蝕，引起水泵機組的振動。汽蝕振動的頻率較高，每秒可達幾萬次，并伴隨發(fā)生強烈的噪聲，有關(guān)減振措施如下：
?。?）采用變角，變速或旁通的方法來調(diào)節(jié)水泵工況，降低水泵的必需汽蝕余量Δhr，避開汽蝕工況點。
?。?）采取切實可行的導流，隔水等措施來改善進水流態(tài)。
?。?）可考慮把泵出水管（或流道）中的有壓水引入進水管（或流道），也可另設加壓泵裝置，用噴咀做環(huán)形混合器，以提高泵進口的壓力，來消除或減輕汽蝕及其振動，對小泵可用一個噴咀，對大泵可考慮用多個噴咀?；旌隙蔚拈L度，噴咀的位置的以及噴入的流量，應根據(jù)引水壓力、增壓水頭、噴咀口流速、主流速度及噴咀個數(shù)等因素合理確定。
?。?）在水泵進口補入（0.4～1%）的氣體（以體積流量計算）可大大降低水泵汽蝕強度，使剝蝕，噪音和振動明顯減弱。具體的補氣方式和位置，應根據(jù)汽蝕現(xiàn)象的不同及有關(guān)工程經(jīng)驗確定。5.若有條件，可考慮在軸流泵主葉輪前設置導輪，一方面可以整流，另一方面能夠為主葉輪進口提供能量，改善其汽蝕性能，消除或減小汽蝕振動。
7.內(nèi)澇水挾帶的異物，被堵塞吸附在旋轉(zhuǎn)葉輪上，除了會引起前述的流場不對稱水力振動外，還將會破壞轉(zhuǎn)子的靜和動平衡，出現(xiàn)由機械不平衡干擾力引發(fā)機械振動的現(xiàn)象。停泵部分水體倒流回沖后再開機，振動將會大大減弱。
8.在長期外洪內(nèi)澇的作用下，泵房若是出現(xiàn)不均勻沉陷，它的傾斜有可能會引發(fā)因葉輪間隙不均勻而產(chǎn)生的流場不對稱水力振動；因?qū)лS承間隙不均勻而產(chǎn)生的干摩擦和振擺等機械振動，和因空氣間隙不均勻而產(chǎn)生的電磁拉力不平衡振動等。相應的減振措施有：
?。?）泵站主廠房的糾偏。
?。?）對于大型立式軸流泵機組，可在允許調(diào)整范圍內(nèi)，以進水流道為基準重新測量調(diào)整機組固定部件的垂直同心度、水平度，轉(zhuǎn)子的垂直度、擺度、中心，電機的磁場中心以及軸承間隙，葉片間隙和空氣間隙等。
9.目前大部分泵站工程存在較為嚴重的老化問題，在這種情況下，長期受洪澇的影響，可能會因絕緣破壞等原因造成轉(zhuǎn)子繞組短路等故障而出現(xiàn)電磁拉力不平衡振動。確認后即可采取相應的修復措施。
因水泵機組振動現(xiàn)象嚴重而被迫停機造成“關(guān)門淹”的情況較為普遍。有的泵站超常運行時的劇烈振動振破了泵房的玻璃。
根據(jù)干擾力的不同，可將水泵機組振動分為水力振動、機械振動和電磁振動等三大類，生產(chǎn)實際中振動是不可避免的，不同類型的水泵機組振動總是同時產(chǎn)生，不可能把它們截然分開。誘發(fā)這些振動的直接因素也是各不相同的。大水時水泵機組的超常劇烈振動的主要干擾力源是水力不平衡，應根據(jù)當時的實際情況正確分析原因，抓住主要矛盾切實采取有效的減振措施。
1.水位超高，泵站需要揚程加大，水泵工作在拐點附近的馬鞍形不穩(wěn)定區(qū)域。這種振動的主要特征是不穩(wěn)定和瞬間內(nèi)的周期性反復。如果這種循環(huán)的頻率與系統(tǒng)的振蕩頻率合拍，就有可能誘發(fā)共振而造成更嚴重的破壞，其減振措施主要有：
（1）清除局部堵塞，疏通引水、進水和出水等過流通道，一方面改善流態(tài)，另一方面盡可能地降低泵站的需要揚程。
?。?）對于全調(diào)節(jié)水泵可通過改變?nèi)~片角度，調(diào)小或加大葉片角度都有可能使水泵工作避開拐點。調(diào)小葉片角度時還可以改善水泵的Q～H性能曲線，縮小不穩(wěn)定工作區(qū)。
?。?）在可能的條件下采用變速調(diào)節(jié)的方法，改變水泵的工作點至穩(wěn)定工作區(qū)域。
（4）中小型水泵可設置旁道管或旁泄閥，控制水泵出口的流量不小于不穩(wěn)定工作流量。
2.水位超高，有的甚至超高2～3米，在這種情況下啟動水泵，其出水流道中的空氣難以排出，水流的挾氣能力也大大降低。空氣的反復壓縮膨脹，引起壓力脈動，誘發(fā)機組振動，嚴重時機組將無法起動?？舍槍嶋H工程情況，采取疏導、改進或增設出水流道的排氣設施，提高排氣速度和挾氣能力，盡量縮短起動過程。
3.前池水位過低，改變了進水流態(tài)，形成進水挾帶表面旋渦和附壁渦帶，進入葉輪工作室后被葉片切割而引發(fā)振動，其頻率與葉片數(shù)成正比，且常伴有較大的噪音。通?？刹捎脤Я?、設置隔板等應急措施來有效減振。
4.水波動較大，出水流態(tài)紊亂，波浪壓力波反射入出水流道而引發(fā)機組振動，應積極采取有效實用的出口防浪減波和穩(wěn)流措施。
5.內(nèi)澇水（有可能漫過攔污柵）沖挾異物，進入流道乃至葉輪工作室，造成局部堵塞，形成不對稱流場，在引發(fā)水力振動的同時還有可能加劇弓狀回旋機械振動。及時發(fā)現(xiàn)徹底清污，即可有效減振。
6.由于水泵工作點遠離正常工作范圍，泵本身的必需汽蝕余量Δhr超常增大，或者由于進水流態(tài)的惡化而產(chǎn)生汽蝕，引起水泵機組的振動。汽蝕振動的頻率較高，每秒可達幾萬次，并伴隨發(fā)生強烈的噪聲，有關(guān)減振措施如下：
（1）采用變角，變速或旁通的方法來調(diào)節(jié)水泵工況，降低水泵的必需汽蝕余量Δhr，避開汽蝕工況點。
?。?）采取切實可行的導流，隔水等措施來改善進水流態(tài)。
?。?）可考慮把泵出水管（或流道）中的有壓水引入進水管（或流道），也可另設加壓泵裝置，用噴咀做環(huán)形混合器，以提高泵進口的壓力，來消除或減輕汽蝕及其振動，對小泵可用一個噴咀，對大泵可考慮用多個噴咀?；旌隙蔚拈L度，噴咀的位置的以及噴入的流量，應根據(jù)引水壓力、增壓水頭、噴咀口流速、主流速度及噴咀個數(shù)等因素合理確定。
（4）在水泵進口補入（0.4～1%）的氣體（以體積流量計算）可大大降低水泵汽蝕強度，使剝蝕，噪音和振動明顯減弱。具體的補氣方式和位置，應根據(jù)汽蝕現(xiàn)象的不同及有關(guān)工程經(jīng)驗確定。5.若有條件，可考慮在軸流泵主葉輪前設置導輪，一方面可以整流，另一方面能夠為主葉輪進口提供能量，改善其汽蝕性能，消除或減小汽蝕振動。
7.內(nèi)澇水挾帶的異物，被堵塞吸附在旋轉(zhuǎn)葉輪上，除了會引起前述的流場不對稱水力振動外，還將會破壞轉(zhuǎn)子的靜和動平衡，出現(xiàn)由機械不平衡干擾力引發(fā)機械振動的現(xiàn)象。停泵部分水體倒流回沖后再開機，振動將會大大減弱。
8.在長期外洪內(nèi)澇的作用下，泵房若是出現(xiàn)不均勻沉陷，它的傾斜有可能會引發(fā)因葉輪間隙不均勻而產(chǎn)生的流場不對稱水力振動；因?qū)лS承間隙不均勻而產(chǎn)生的干摩擦和振擺等機械振動，和因空氣間隙不均勻而產(chǎn)生的電磁拉力不平衡振動等。相應的減振措施有：
?。?）泵站主廠房的糾偏。
?。?）對于大型立式軸流泵機組，可在允許調(diào)整范圍內(nèi)，以進水流道為基準重新測量調(diào)整機組固定部件的垂直同心度、水平度，轉(zhuǎn)子的垂直度、擺度、中心，電機的磁場中心以及軸承間隙，葉片間隙和空氣間隙等。
9.目前大部分泵站工程存在較為嚴重的老化問題，在這種情況下，長期受洪澇的影響，可能會因絕緣破壞等原因造成轉(zhuǎn)子繞組短路等故障而出現(xiàn)電磁拉力不平衡振動。確認后即可采取相應的修復措施。
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