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太平洋泵業(yè)集團(tuán)有限公司
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水泵機(jī)組振動及其減振措施

時(shí)間:2014-11-4閱讀:886
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  在大洪水中,因水泵機(jī)組振動現(xiàn)象嚴(yán)重而被迫停機(jī)造成“關(guān)門淹”的情況較為普遍。有的泵站超常運(yùn)行時(shí)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(jī)組振動分為水力振動、機(jī)械振動和電磁振動等三大類,生產(chǎn)實(shí)際中振動是不可避免的,不同類型的水泵機(jī)組振動總是同時(shí)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。大洪水時(shí)水泵機(jī)組的超常劇烈振動的主要干擾力源是水力不平衡,應(yīng)根據(jù)當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況正確分析原因,抓住主要矛盾切實(shí)采取有效的減振措施。
  
  1.外江洪水位超高,泵站需要揚(yáng)程加大,水泵工作在拐點(diǎn)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(fù)。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(yán)重的破壞,其減振措施主要有:
  
 ?。?)清除局部堵塞,疏通引水、進(jìn)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(yáng)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(diǎn)。調(diào)小葉片角度時(shí)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(diǎn)至穩(wěn)定工作區(qū)域。
  
 ?。?)中小型水泵可設(shè)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.外江洪水位超高,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??諝獾姆磸?fù)壓縮膨脹,引起壓力脈動,誘發(fā)機(jī)組振動,嚴(yán)重時(shí)機(jī)組將無法起動??舍槍?shí)際工程情況,采取疏導(dǎo)、改進(jìn)或增設(shè)出水流道的排氣設(shè)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(jìn)水流態(tài),形成進(jìn)水挾帶表面旋渦和附壁渦帶,進(jìn)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?dǎo)流、設(shè)置隔板等應(yīng)急措施來有效減振。
  
  4.外江洪水波動較大,出水流態(tài)紊亂,波浪壓力波反射入出水流道而引發(fā)機(jī)組振動,應(yīng)積極采取有效實(shí)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(jìn)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(shí)還有可能加劇弓狀回旋機(jī)械振動。及時(shí)發(fā)現(xiàn)*清污,即可有效減振。
  
  6.由于水泵工作點(diǎn)遠(yuǎn)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(jìn)水流態(tài)的惡化而產(chǎn)生汽蝕,引起水泵機(jī)組的振動。汽蝕振動的頻率較高,每秒可達(dá)幾萬次,并伴隨發(fā)生強(qiáng)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(diǎn)。
  
 ?。?)采取切實(shí)可行的導(dǎo)流,隔水等措施來改善進(jìn)水流態(tài)。
  
 ?。?)可考慮把泵出水管(或流道)中的有壓水引入進(jìn)水管(或流道),也可另設(shè)加壓泵裝置,用噴咀做環(huán)形混合器,以提高泵進(jìn)口的壓力,來消除或減輕汽蝕及其振動,對小泵可用一個(gè)噴咀,對大泵可考慮用多個(gè)噴咀?;旌隙蔚拈L度,噴咀的位置的以及噴入的流量,應(yīng)根據(jù)引水壓力、增壓水頭、噴咀口流速、主流速度及噴咀個(gè)數(shù)等因素合理確定。
  
  (4)在水泵進(jìn)口補(bǔ)入(0.4~1%)的氣體(以體積流量計(jì)算)可大大降低水泵汽蝕強(qiáng)度,使剝蝕,噪音和振動明顯減弱。具體的補(bǔ)氣方式和位置,應(yīng)根據(jù)汽蝕現(xiàn)象的不同及有關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)確定。5.若有條件,可考慮在軸流泵主葉輪前設(shè)置導(dǎo)輪,一方面可以整流,另一方面能夠?yàn)橹魅~輪進(jìn)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(jī)械不平衡干擾力引發(fā)機(jī)械振動的現(xiàn)象。停泵部分水體倒流回沖后再開機(jī),振動將會大大減弱。
  
  8.在*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(jī)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(yīng)的減振措施有:
  
 ?。?)泵站主廠房的糾偏。
  
 ?。?)對于大型立式軸流泵機(jī)組,可在允許調(diào)整范圍內(nèi),以進(jìn)水流道為基準(zhǔn)重新測量調(diào)整機(jī)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(jī)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(yán)重的老化問題,在這種情況下,*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(rèn)后即可采取相應(yīng)的修復(fù)措施。

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