ASP型卧式单级双吸离心泵振动原因分析及处理

摘要：本文介绍了某污水厂355KW卧式单级水泵（德国产）解决振动偏大问题的检修过程。利用现场测试数据分析振动原因，制定具体的处理方案，并针对芯包在组装过程中遇到的问题进行了研究处理，为水泵振动处理提供参考。

关键词：污水厂水泵振动原因分析处理方案

中图分类号：U664文献标识码： A

一、设备概况

某城市污水处理厂设计处理量为10万t/d(合4200t/h),位于城市市区上游段，下游不远即有城市供水取水口，根据有关法规及规划要求，处理后的中水不得直接排放湘江，必须通过加压泵提升后排放至圭塘河，并补充作为圭塘河的景观用水。

该提升泵选用德国威乐asp卧式单级双吸离心泵，通过弹性联轴器与电动机直接传动，吸入口与吐出口均在水泵轴心线的下方，与轴线垂成水平方向。检修时无需拆卸进出口水管及电机，从转动方向看去，水泵为顺时针方向旋转。泵轴由两只单列向心球轴承支承，轴承装在泵体两端的轴承体内，用黄油，双吸密封环用以减少泵叶轮处泄漏量。采用了目前国内外最优秀的可自平衡轴向力及径向力的水力模型，性能稳定、效率高、结构紧凑、振动小、泵体耐压高，安装维修方便。

该泵投入运行至今，逐渐出现水泵轴承径向振动加剧的问题，也出现了一些杂音。且泵非驱动端轴承径向振幅随转速上升而上升，在额定转速1480转/分时达到0.078mm,快达到设备报警值。为了防止振动过大造成设备损坏，该水泵及时停机检修。

二、振动情况和原因分析：

1、水泵现场的提速实验数据

为了准确分析水泵轴承径向振动的原因，现场进行了水泵提升转速的实验，轴承径向振幅与转速的关系见图：

2、振动特点分析

通过分析图1中数据可知，水泵的径向振幅与转速密切相关，随着转速的上升振幅增大，在相同的转速下水泵的驱动端与非驱动端的振幅波动范围不大。

水泵振动因素主要分为外因与内因两大部分。此次大修过程经反复多次检查，排除水泵振动中的台板地脚螺栓紧力不足、联轴器与轴配合松动、轴承磨损或损坏等外部因素〔1〕。依据经验：转子不平衡质量增大会引起水平、垂直等径向振幅同时增长，并且振幅随转速变化。粗步判断振动应由水泵的内部原因:转子质量不平衡引起。

三、处理方案

1、芯包解体和检修

为了消除振动加剧的内部原因，保证设备正常运行，对水泵芯包进行了解体和修复，情况记录如下：

（1）ASP型中开泵是高性能、高效率的水泵，尤其是这种采用德国技术的泵，结构紧凑，泵内动静间隙相对较小，所以设备运行过程中动静部分的碰磨现象随之增大。。

（2）叶轮与泵体间隙不均匀，叶轮对称中开面与泵体对称中开面有夹角，在高速水流反作用下会产生振动。

（3）泵叶轮与泵壳磨损、泵叶轮与口环磨损情况良好。经过技术小组研究分析，叶轮修整后仍可继续使用，将口环更换车削至新泵尺寸。避免叶轮的更换，节约检修时间，减小耗材成本。

（4）泵挡水套与泵轴套磨损严重，全部更换。

（5）SKF轴承已运行5000小时，虽未损坏，考虑维护周期，仍进行了更换。

（6）泵壳连接螺栓不同程度破损（断裂、圆角打滑），更换部分新螺栓。

2、转子动平衡试验

出水泵属于高速运转设备，也是本厂的关键设备，少量的不平衡就可能引起较大的振动量，在芯包解体维修后，特委托长沙水泵厂对转子进行动平衡试验。试验中发现整个转子的动不平衡量远大于标准值，对叶轮进行了修刮处理来消除转子不平衡量。

四、现场重新组装和测试

在芯包解体、检查、测量和转子动平衡试验等工作全部结束后，将原泵轴、叶轮等部件在现场进行了重新组装。重新组装严格按照检修规程要求，精密测量，保证动静间隙在标准范围内。

1、重新组装出现的故障

重新组装，合上上半部分蜗壳，紧好连接螺栓后，人工盘车发现泵轴过紧，并有卡死现象。经检查联轴器部位与电机连接良好，未发现问题，判断可能是泵内出现问题，故将蜗壳重新打开，将芯包取出，发现口环与叶轮接触面、端面均有擦痕，最后判断卡死原因是：（1）检修过程中受零件加工、安装工艺的局限，主轴的配合部位的表面残留微小的凸点。这些凸点导致配合面应力不均，同时使各个部件配合间隙出现偏差。（2）口环外径也是装配中不可忽视的一个参数，它与蜗壳配合不好，会直接导致变形与主轴抱死。逐一细致检查零部件表面，并做打磨处理后再次组装；重新校核口环外径并清理蜗壳卡槽，技术小组将口环内径与叶轮间隙由理论间隙0.4mm调整为0.45mm进行第二次组装。

2、测试结果

ASP中开泵经重新组装后，静态测量数据振幅小于0.01mm，全部达到优良。试机过程中，水泵振动消除，但仍有少量杂音，根据以上经验判断，通过一定时间磨合，可以消除，但需密切观察。运行8小时后，杂音基本消失。

五、结束语：

ASP卧式单级双吸离心泵是一种应用广泛的水泵，它性能稳定、效率高、结构紧凑、泵体耐压高，安装维修方便，但对检修的技术要求较高。

1、振动是水泵常见故障。现场主要通过转子动平衡试验，根据检查情况进行修刮、消减转子不平衡，降低轴系运行状态下的扰动力，进而减少振动幅值。

2、在组装芯包过程中，各个零件配合部位的表面一定要仔细检查，严格避免凸点存在，保证主轴上的各个配合零件的同轴度〔2〕。

3、进口芯包结构紧密，动静间隙的正确测量与调整非常重要。实际上，通流部分的动静间隙受到很多因素影响〔3〕。检修过程中动静间隙量是需要多次调整控制的，一定程度上与检修人员的经验有关。在检修实践中高转速、高负荷的水泵动静部件间的装配间隙适当比小型水泵的间隙略大些，保证水泵运行工况下不发生机械碰撞、摩擦。

参考文献

1 张卫军等. 日照水厂锅炉给水泵振动故障诊断和处理 (J) 水泵技术，2009(2)

2 吴珂等 气动锅炉给水泵振动原因分析及处理水泵技术 ，2010（5）

3 陆颂元 汽轮发电机组振动 (M), 北京：中国电力出版社，2000：166-167