另类水泵振动原因的分析与处理

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1、另类水泵振动原因的分析与处理（徐州首创水务有限责任公司张志刚）3张集水厂丁庄加压站是一座设计供水能力10万M/日的供水泵站，泵房选用了7台单级双吸水平中开式33离心泵，分别为350S75B泵（流量1080M/h，扬程55M）五台，300S58A泵（流量720M/h，扬程49M）二台，其中1#泵和5#泵采用了变频调速装置，其余水泵都是在工频下工作。在水泵调试阶段，工频泵开启后振动较大，起初我们采取了多种方法想消除振动，但效果都不明显。我们先后对照《水泵安装规范》、《单级双吸离心泵技术条件》和《离心泵工程技术规定》的技术要求对水

2、泵在安装过程中的技术标准、安装控制数据进行了认真复测，并联系生产厂家对水泵主要部件的出厂技术数据（动静平衡试验数据等）进行了重新的确认，经过认真分析核查，排除了可能由安装或泵本身存在技术问题造成的振动。最后把查找的重点放在了泵的设计选型上，通过对所选水泵特性曲线图的分析对比，初步判断是水泵设计选型出了问题（管网实际压力是0.22～0.32MPa，水泵的设计扬程分别是55米和49米）。在后续的水泵调试中，当工频泵单独开启时，泵振动较大，缓闭泵的出水阀门（水泵出口阀门全部打开时），使泵的出口压力接3近泵本身的额定扬程，振动消失。

3、当水泵出口阀门全部打开时，测得大泵的小时流量为1450M/h，小泵的小3时流量为1200M/h，对照泵的性能曲线图可以看出，这时水泵的效率严重偏离高效区。这不仅容易使水泵产生汽蚀现象，造成水泵振动。而且使得水泵的轴功率大大超过额定轴功率，泵若长期处于超负荷工作极容易导致部件超载损伤。泵自投入运行半年多来，一直是在低扬程大流量下超负荷工作，运行既不经济也不安全。目前，泵房通常情况下是运行二台大泵和一台小泵，当运行二台变频泵和一台工频泵时，要解决工频泵的振动只得用改变管路特性即关小出水阀门进行压力调节来解决工频泵振动问题，以满足

4、泵的正常工作压力需求，这时工频泵的效率较低，大量的能量消耗在阀门上，长期下去会对阀门造成损坏。300S75B型水泵性能曲线图350S58A型水泵性能曲线图国家九五计划在《中国节能技术政策大纲》中把泵和风机的调速技术列为重点推广的节能技术项目。目前，水泵调频技术已十分成熟。目前，变频恒压变量给水通常有两种工作模式，一是变频泵固定方式，二是1变频循环软启动工作方式。丁庄加压站泵房内所采用的是多泵并联恒压变频供水技术。但在实际使用过程中并没有达到设计目的。我们知道，多泵并联变频恒压变量供水的工作模式通常是当用水流量小于一台泵在工频

5、恒压条件下的流量时，由一台变频泵调速恒压供水；当用水流量增大，变频泵的转速自动上升；当变频泵的转速上升到工频转速时，为保证用水流量的进一步增大，由变频供水控制器控制，自动启动一台工频泵投入运行，该工频泵提供的流量是恒定的(工频转速恒压下的流量)，其余各并联工频泵按相同的原理投入。由于受管网压力等因素的制约（我公司管网的常规控制压力在0.22～0.32Mpa范围），变频泵的设定压力值为0.3Mpa，这就使得工频泵的工作压力无法达到泵本身的额定压力。因此，泵的运行无法达到其额定扬程，也使得变频调节达不到设计要求。解决水泵超功率运

6、行问题的通常方法有：减小叶片直径、使用变频调速装置降低水泵转速、更换功率较大的动力机、电机增容改造、更换水泵等。根据水泵的切割定理：2'H'D2=HD2，当泵的转速一定时，压头、流量与叶轮的外径有关，若对水泵叶轮的外径进行“切割”，而其他尺寸不变，在叶轮外径的减小变化不超过5%时，离心泵的性能可进行近似换算这一理论。可以推算出，要使泵的扬程从0.55Mpa降到0.3Mpa，叶轮叶轮外径的减小变化远大于5%。无法满足实际要求。更换功率较大的动力机、对电机进行增容改造或更换泵也是极不经济的。图1是调速泵工作曲线示

7、意图。曲线①是水泵特性曲线，曲线②是管道特性曲线，A点是水泵特性曲线与管道特性曲线的交点，当水泵特性曲线和管道特性曲线改变时，会引起工况点的转移。图1调速泵工作曲线对定速泵来说，当流量由QA变为QB时，水泵特性曲线①不变，管道特性曲线变为曲线③，工况点因此成为C点，相应的扬程为HC。对变速泵来说，如要求流量由QA变为QB，可通过改变水泵转速，使曲线①变为曲线④，此时管道特性曲线仍为②，工况点则变为B点，对应扬程为HB。变频与工频状况下的能耗分析：3以350S75B泵（流量1080M/h，扬程55M）为例，管网压力设定为0.3

8、Mpa，泵的轴为172KW。由离心泵调速后各参数之间关系式：223Q2n2H2=n2N2=n2=Q1n1，H1n1，N1n1当泵的出口压力控制为0.4Mpa时，得到：3Q2=923m/s，n2=1256r/min，N2=122.8KW，泵小时节电49.2千瓦