中泵水泵廠分析雙吸中開泵機組振動及解決方案

中泵水泵廠分析雙吸中開泵機組振動及解決方案

雙吸中開泵機組發生振動是一件很嚴重的事情，一般的泵站都不很大，除了放置雙吸中開泵機組及一些控制系統就沒多大的空留地方，因此雙吸中開泵機組若發生振動現象，不僅對雙吸中開泵本身會造成影響，同時還會對周圍事物帶來影響。因此我們雙吸中開泵機組的振動現象，我們要引起重視。

    在大洪水中，因雙吸中開泵機組振動現象嚴重而被迫停機造成“關門淹”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。
　　根據干擾力的不同，可將雙吸中開泵機組振動分為水力振動、機械振動和電磁振動等三大類，生產實際中振動是不可避免的，不同類型的雙吸中開泵機組振動總是同時產生，不可能把它們截然分開。誘發這些振動的直接因素也是各不相同的。大洪水時雙吸中開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.外江洪水位超高，泵站需要揚程加大，雙吸中開泵工作在拐點附近的馬鞍形不穩定區域。這種振動的主要特征是不穩定和瞬間內的周期性反復。如果這種循環的頻率與系統的振蕩頻率合拍，就有可能誘發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，另一方面盡可能地降低泵站的需要揚程。
        (2)對于全調節雙吸中開泵可通過改變葉片角度，調小或加大葉片角度都有可能使雙吸中開泵工作避開拐點。調小葉片角度時還可以改善雙吸中開泵的Q～H性能曲線，縮小不穩定工作區。
        (3)在可能的條件下采用變速調節的方法，改變雙吸中開泵的工作點至穩定工作區域。
        (4)中小型雙吸中開泵可設置旁道管或旁泄閥，控制雙吸中開泵出口的流量不小于不穩定工作流量。
　     2.外江洪水位超高，有的甚至超高2～3米，在這種情況下啟動雙吸中開泵，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，誘發機組振動, 嚴重時機組將無法起動。可針對實際工程情況，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，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振動，其頻率與葉片數成正比，且常伴有較大的噪音。通常可采用導流、設置隔板等應急措施來有效減振。
        4.外江洪水波動較大，出水流態紊亂，波浪壓力波反射入出水流道而引發機組振動，應積極采取有效實用的出口防浪減波和穩流措施。
        5.內澇水(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，在引發水力振動的同時還有可能加劇弓狀回旋機械振動。及時發現徹底清污，即可有效減振。
         6.由于雙吸中開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，或者由于進水流態的惡化而產生汽蝕，引起雙吸中開泵機組的振動。汽蝕振動的頻率較高，每秒可達幾萬次，并伴隨發生強烈的噪聲，有關減振措施如下：
         (1)采用變角，變速或旁通的方法來調節雙吸中開泵工況，降低雙吸中開泵的必需汽蝕余量Δhr，避開汽蝕工況點。
         (2)采取切實可行的導流，隔水等措施來改善進水流態。
         (3)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。混合段的長度，噴咀的位置的以及噴入的流量，應根據引水壓力、增壓水頭、噴咀口流速、主流速度及噴咀個數等因素合理確定。
        (4)在雙吸中開泵進口補入(0.4～1%)的氣體(以體積流量計算)可大大降低雙吸中開泵汽蝕強度，使剝蝕，噪音和振動明顯減弱。具體的補氣方式和位置，應根據汽蝕現象的不同及有關工程經驗確定。 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.內澇水挾帶的異物，被堵塞吸附在旋轉葉輪上，除了會引起前述的流場不對稱水力振動外，還將會破壞轉子的靜和動平衡，出現由機械不平衡干擾力引發機械振動的現象。停泵部分水體倒流回沖后再開機，振動將會大大減弱。
        8.在長期外洪內澇的作用下，泵房若是出現不均勻沉陷，它的傾斜有可能會引發因葉輪間隙不均勻而產生的流場不對稱水力振動；因導軸承間隙不均勻而產生的干摩擦和振擺等機械振動，和因空氣間隙不均勻而產生的電磁拉力不平衡振動等。相應的減振措施有：
        (1)泵站主廠房的糾偏，見本章第三節。
        (2)對于大型立式軸流泵機組，可在允許調整范圍內，以進水流道為基準重新測量調整機組固定部件的垂直同心度、水平度，轉子的垂直度、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子繞組短路等故障而出現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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