离心式压缩机主油泵振动原因分析及处理

发表时间:2020/8/4   来源:《科学与技术》2020年3月第7期   作者:马安骥
[导读] 通过对离心式压缩机主油泵振动原因的研究和分析
        【摘要】:通过对离心式压缩机主油泵振动原因的研究和分析,总结出一系列方法解决主油泵各类振动问题,达到了确保大型离心式压缩机组安全、平稳运行的目的。
        【关键词】:离心式压缩机  主油泵  振动原因
1设备概况
        单级悬臂离心泵P1101A是离心式压缩机组C1102的主油泵,压力0.72MPa、流量160立方/小时、沈阳水泵厂设计制造,采用波纹管密封形式,在1999年6月安装并投用至今。由于设备安装水平低下及设备结构等原因,该泵在投用之初振动就偏高,近年来该离心泵振动超标运转,因此只有P1101B泵停机检修时才会运转P1101A泵。
2 故障现象
        单级悬臂离心泵P1101A长期振动超标,经过多次处理仍然不见效果。电机和离心泵的振动都超标,将联轴器脱离后,单机试运电机,电机依然振动超标,具体振动数值见下表。
  

3 故障原因
    单级悬臂离心泵P1101A在2019年6月装置停产大检修时被列为专项治理项目,准备彻底的解决振动的问题。该离心泵经过拆卸检查后发现的问题整理如下:
3.1、单级悬臂离心泵P1101A的电机底平面的平面度超差,整个底平面承船底形状,四个地脚不同程度的翘曲。
3.2、电机就位后存在虚脚的现象,在电机的右侧后脚虚脚0.50mm.(面向电机罩)
3.3、单级悬臂离心泵P1101A采用了老式弹性蛇簧型联轴器,电机侧螺栓连接止口原始设计为过渡配合。实际检测发现,该处中间对轮凸台圆周面经过多次锉削,止口处已经是间隙配合,造成电机轴与中间对轮不同轴。盘动电机转子,用百分表检测临近弹性蛇簧处的跳动值,跳动值严重超差,累积达到0.55mm。
3.4、单级悬臂离心泵P1101A的泵轴采用了联轴器端轴向定位的结构形式,前轴承型号6311,后轴承型号是7311。轴承箱前后轴承内孔基本尺寸φ120mm,公差代号Js7.孔的两个极限尺寸是最小φ119.98、最大φ120.02.用内径百分百检测发现,两个轴承孔尺寸超差,联轴器侧轴承孔承不规则喇叭口状,实际测量最大超差值达到了φ120.07mm,垂直方向超差数值偏大。(见下图)

3.5、单级悬臂离心泵P1101A的叶轮发现裂纹,该裂纹位于叶轮轮盖侧,临近边缘处,裂纹长约40mm并一直裂透至叶轮圆周面处。裂纹的存在破坏了该泵的动平衡,并且在运转的状态下产生介质扰流。
3.6、单级悬臂离心泵P1101A密封端盖有冷却设计,同时由于结构不合理造成轴系悬臂部分过长,重心前移。检测中发现,将该泵裸轴放在两个V型架时,泵轴会以密封侧V型架为支点,叶轮端下沉,联轴器端上翘。现象表明前后轴承会不同程度的承受因结构不合理产生的附加力矩。
        上述故障原因都是在拆检后发现的,任何一个故障原因都会引起单级悬臂离心泵P1101A振动超差。
4 处理方法
        针对单级悬臂离心泵P1101A存在的故障原因,以问题为导向逐条逐项的解决处理。
4.1对于电机整个底平面承船底形状的问题,将电机用平面磨床将底平面磨削平,使平面度合服要求。
4.2 对于电机虚脚的问题,回装时在电机的右侧后脚虚脚处多加了0.55mm厚的垫片(原始检测的数值差了0.05mm),调整后消除了电机虚脚的问题。
4.3、对于老式弹性蛇簧型联轴器跳动超差的问题,选择了直接更换膜片式联轴器的方法,并且在回装时严格控制对中值使其在0.15mm内。检修后对中值,径向偏差:垂直方向电机高0.05mm,水平方向电机偏右0.09mm。轴向偏差:垂直方向上开口0.07mm,水平方向左开口0.06mm。
4.4、对于轴承箱两侧轴承孔直径超差的问题,将该泵轴承箱直接返厂处理,在经过表明涂渡后,用镗床镗削两个轴承孔,使其直接满足图纸的公差要求。
4.5、对于叶轮的裂纹问题,对其进行了修复处理,焊接后进行了车削处理,并且做了动平衡检测。同时,考虑到整个轴系的动平衡问题,将叶轮、轴套、对轮的转动部件组装后,上机做了动平衡检测并作出相应的去重处理。
4.6、对于该泵悬臂部分过长结构不合理的问题,受限于生产条件未做处理。
5 回装中发现的问题及处理
        单级悬臂离心泵P1101A选用的两架7311轴承是向心推力球轴承,采用背靠背的安装方式,轴承组装后发现两架轴承没有预紧力,背帽锁紧后,轴承外圈是相互活动的。经过测算后在两个轴承外圈之间加装了一个0.03mm厚的不锈钢垫圈,解决了轴承没有预紧力的问题。
6 处理效果
    单级悬臂离心泵P1101A采用上述的处理方法解决各类故障原因后,各部振动数值均合格,彻底的解决了该泵振动超标的问题,为离心式压缩机组长周期平稳运行提供了有力保障。
【参考文献】
[1]李和春.化工维修钳工,化学工业出版社.2009,8.
[2]江苏省石油化学工业厅.化工机械检修技术. 化学工业出版社.1997,7.
[3]黄志坚.密封原理、应用与维护. 化学工业出版社.2013,6.
[4]中国石油人事服务中心.机泵维修钳工.中国石化出版社.2009,7.
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