偏离工况机泵振动超标原因及处理探究

偏离工况机泵振动超标原因及处理探究

黄洋

中石油广东石化公司  广东揭阳 515235

摘要：离心泵振动超标，会对机泵运行周期产生极为严重的影响，本文主要以某单级悬臂泵为例，从偏离工况的角度出发，介绍了机泵振动超标原因与处理方法，以期消除机泵异常振动，降低事故出现概率，希望能够给机泵治理工作的开展带来启发。

关键词：偏离工况；机泵；振动超标

引言：在当前的离心泵振动超标原因分析过程中，岗位人员更多将关注点放在通道不畅、设备本身机械故障（轴弯曲、轴承损坏）、安装质量及选型不当等因素的分析处理方面，忽略了机泵运行工况也会对机泵振动产生影响，这一情况的出现，对机泵正常运转造成了不利影响。现阶段，为保证机泵的平稳运行，对机泵工况进行分析，成为一项极为必要的工作。

一、机泵概况

对于石油化工行业来说，机泵是一种运送流体的设备，机泵振动超标是其工作过程中一种相对常见的故障，这一故障的出现可能会增大密封泄漏这类的问题出现的可能性，进而给石化企业的正常运营管理造成不利影响。考虑到当前导致机泵振动的原因并不相同，因此，现阶段处理机泵振动问题的方法也有所不同。本文主要以某厂常减压装置P—1002/AB单机悬臂泵为例，介绍了机泵工作中出现振动超标问题的原因以及解决问题的具体方法。具体来说，该单机悬臂泵的驱动端使用了型号为7312BDB的轴承，自由端则应用了型号为NU312E的轴承，泵送介质为粗汽油。

二、存在的问题

自某厂常减压装置投入使用以来，为解决振动超标问题，共进行了20次检修，其中包括6次找中心、8次更换轴承。并且在解决问题时，检修人员对转子、泵体、管线、叶轮等部件都进行过检修、更换处理，但仍没有彻底解决振动超标问题。平衡装置的振动值的波动范围在5—9.6m/s之间，对机泵正常运转造成了极为不利的影响。

三、机泵振动原因分析

面对无法应用日常经验检修解决机泵振动问题的情况，设备管理人员利用状态监测分析与诊断系统对机泵的振动数据进行了分析。具体来说，在开展振动波形频谱图分析时，可以发现，机泵驱动端的3H振动值的波动范围在5—9.8m/s之间，振动烈度始终大于警报值4.5mm/s，甚至较长时间内振动超过了风险值6.9mm/s，对数据进行比较后可以看出，该机泵处于非健康运转状态，无法持续运转。同时，对3H振动频谱图进行分析可以看出，故障频率为工频的三倍频148Hz为主，占通频的95%。并且频谱图整体较为“干净”，说明该机泵振动超标不平衡、不对中、轴弯曲等机械故障因素。现阶段，为了切实了解三倍频的出现原因，对机泵进行分析后可以发现该泵的叶轮为三流道，因此，初步判定故障是叶片通过频率。而导致叶片通过频率出现问题的原因可能是机泵存在偏离工况的情况。此时，通过工艺对接可以发现该泵的实际流量43.5m3/h，远小于设计流量78.7m3/h，所需压力1.6MPa，远小于实际压力3.3MPa。综上所述，该泵严重偏离工况运行，实际流量长期小于设计流量，造成机泵振动，需要立即停机对其进行工况纠偏处理[1]。

四、机泵振动处理方法

面对机泵严重偏离工况的情况，一般方案是通过重新选泵或者依据现场实际情况，要求厂家重新设计改造叶轮，达到保障机泵能够在最优工况下运行、降低振动值的目的。但考虑到上述纠偏操作需要的周期相对较长，会影响石化企业的正常运营生产，此时，相关检修人员在查阅资料后，决定采用小幅度切割叶轮的方式，实现工况纠偏，解决振动超标问题。具体来说，在叶轮工作开始前，相关工作人员通过计算发现该机泵叶轮切割量需要小于叶轮直径10%，切割后得到的叶轮直径为420mm。在完成切割工作后，对机泵振动情况进行验证，发现基本的振动值从降到了3.6mm/s，三倍频幅值降至0.77mm/s，并逐渐趋于平稳，泵的出口压力降至3.0MPa，通过这种机泵维护管理方式，不仅保证机泵在后续工作过程中可以切实满足石化企业对机泵正常运转的需要，同时及时有效地消除了机泵运转的安全隐患，降低了机泵的运维管理成本，为该石化企业经济效益的增长提供了有效的支持。

五、机泵后续的管理方法

保证机泵始终维持平稳的运转状态，对保障石油化工企业安全发展有着极为重要的意义。现阶段，为切实降低机泵振动超标问题的出现概率，在后续机泵管理工作中，石化企业方面可以通过加强对机泵运转状态进行监测，通过定期记录机泵运转状态、维护管理操作情况等信息，并在发现机泵出现特殊问题时，及时对其进行处理的方式，保证机泵可以正常运转。举例来说，石化企业方面在开展日常机泵运转状态监测工作时，不仅应用测振仪对机泵的振动状态进行实时监测，还会通过每天开展离线监测，并定期将检测结果进行汇总，保证运维工作人员能够切实了解机泵的运转状态，及时发现机泵时都存在振动超标的问题并通过制定有效问题处理措施的方式，降低及泵运转出现事故的概率。同时，考虑到叶片切割工作完成后，机泵的整体结构与厂家设计结构产生了一定的差别，可能会对机泵的后续运转造成某些影响，为了降低机泵出现故障的可能性，运维人员结合石化企业机械设备的管理要求，将该机泵设为了重点观察对象，通过在日常检修维护过程中，重点关注该款机泵运转状态的方式，保证叶片切割工作的开展不会对机泵后续运转产生不利影响。此外，尽管通过叶片切割的方式，该机泵振动超标的问题得到了有效的解决，但从工艺操作的角度来说，为了尽可能延长该机泵的使用寿命，在机泵的启动、停止、切换过程中，相关操作人员仍需严格按照操作工艺进行操作，降低人为操作因素对机泵整体状态产生的不利影响，降低因非偏离工况原因导致及崩坏出现振动超标问题的概率

[2]。

结论：总而言之，通过对机泵振动超标偏离工况的角度出发，对可能导致机泵振动问题的原因进行分析，找出了故障原因，进一步明确机泵在优先工作区范围内运行的重要性，并制定具有针对性的问题解决方法，不仅可以保证机泵的运转安全，还能为装置的可持续发展提供支持。

参考文献：

[1]曹东成,王安平,阮英浩.偏离工况机泵振动超标原因分析及处理[J].中国设备工程,2020(19):138-140.

[2]张鑫.关于机泵振动状态监测提升设备预知维修管理水平研究[J].中国设备工程,2022(20):178-180.