外输泵振动故障分析及处理

唐 伟，潘多艳，李俊义

（新疆克拉玛依市金龙镇科比技术有限公司，新疆 克拉玛依 834003）

一、概述

外输泵1＃、2＃是石西油田作业区莫北转油站的关键设备，两台外输泵的结构及测点布置相同，见图1。电机功率185 kW，转速2 982 r/min，离心泵为多级泵，型号150GDKS120×8，转速2 860r/min。该外输泵自安装之日起，泵体的机械密封经常泄漏，轴承未到使用期限就损坏，隔一段时间就要进行大修，严重影响了外输泵安全运行。虽经多次维修，但情况仍没有得到改善。受用户委托，对其进行了状态监测。由于设备自动变频，正常生产时出口压力1.0～4.0MPa，出口压力波动频繁，振动值随压力也相应发生变化，给分析和查找振动原因带来了一定困难。因此，对外输泵振动进行了全面测试和分析，找出故障原因，并进行处理，保证外输泵的安全运行。

二、振动监测与振动数据

利用Enpac2500数据采集器对外输泵的垂直、水平、轴向方向振动测量，两台设备均为变频，设备在较低频率下运行时，振动较小，随着运行频率、负荷的增加（电机的电流与运行频率、负荷成正比），振动呈上升趋势，工频运行时振动最大，设备本体大部分测点振动超过二级报警值（7.1mm/s）。对设备基础进行振动监测，包括设备本体基础在内，基础共有3个接触面，对各个基础面分别进行了振动监测，基础测点振动峰值均超过基础相应的标准20μm，振动数据如表1、表2所示。

三、振动分析与故障原因

振动监测结果显示，当泵的电流升至110A时，泵体部分测点振动超过报警；电流升至150A时，电机振动也有较大幅度增加，设备基础振动也有所增加并超过相应标准。两台设备的运行状况相同。

设备本体及基础频谱图显示，其主要振动频率为设备的转速频率，这首先是不平衡的典型故障特点，通过对设备的维修、检查，可以排除不平衡故障（两台泵体经过多次大修，更换轴、叶轮等转动部件，情况仍没有好转，机械密封经常损坏，轴承不到使用期限就损坏）。

通过对泵体基础监测发现，基础的主要振动方向为垂直方向，在水泥基础上共有三层基础面，分别对水泥基础及三层基础面垂直方向的振动峰值进行监测。振动数据如表2所示，越往下振动越大，基础中心部位14V测点振动最大。这不符合基础的振动特点——设备轴承部位振动响应最大，越向下振动越小。基础若有多个接合面，下层的基础振动应小于上层，反之这两个基础接合面存在松动现象。

表1 1＃泵本体各测点振动数据

表2 1＃泵基础各测点振动数据

从现场观察，设备的水泥基础振动较小且表面无松动现象，可以排除水泥基础存在松动的可能性。水泥基础上的矩形槽钢框架没有用水泥进行灌浆填实，其底座的支撑刚度较小，判断这可能是引起振动的主要原因。

基础槽钢框架没有进行灌浆填实，其故障属于基础刚性差，其表现出的故障特点也相同。这为故障判断提供了更为可靠的理论依据。因此，提出了将基础槽钢框架进行灌浆填实的整改方案。4V测点2009年11月8日基础未灌实前频谱图见图2，4V测点2010年1月11日基础灌实后频谱图见图3。

四、故障处理

在停工检修期间把基础矩形槽钢框架用水泥、沙石进行填实，整改后设备及基础各测点振动数据见表1、表2，外输泵振动有较大幅度下降，在工频转速下各测点振动均在标准范围内，整改效果较好，确保了设备安全正常运行。

[1]沈庆根.化工机器故障诊断技术 [M].浙江大学出版社，1994.

[2]沈庆根，郑水英.设备故障诊断 [M].化学工业出版社，2006.