离心泵振动状态监测及故障诊断技术研究
于国栋
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

于国栋,. 离心泵振动状态监测及故障诊断技术研究[J]. 动力技术研究,2023.3. DOI:10.12721/ccn.2023.159263.
摘要: 离心泵是石油化工企业的主要设备,其工作过程中存在振动特性,但因为内部叶轮转速加快很可能造成振动异常情况,出现振动超标问题,影响离心泵设备的正常运行效果,严重时出现设备故障。为此,石化企业应加强离心泵设备的振动检查,利用相关技术监测振动情况,并结合具体的振动原因和故障诊断技术分析振动数据和故障情况。工作人员在振动状态监测中要以振动信号监测为核心,建立振动检测系统,得出振动频率、能量、峰值变化幅度等信息,从而设计有效的诊断处理方案,保障生产的安全性和效率,为企业发展提供保障。
关键词: 离心泵;振动状态监测;故障诊断技术
DOI:10.12721/ccn.2023.159263
基金资助:

离心泵利用叶轮旋转产生离心力,完成水的输送工作。但因为叶轮处于高速转动之中,内部构造情况较为复杂,导致离心泵逐渐产生振动问题,使得离心泵轴承、法兰螺栓、密封装置等出现了松动情况,若无法及时处理将造成零件受损,直接影响设备性能。为此,要对离心泵振动状态进行监测,制定有效的故障解决措施,解决振动超标问题,提升离心泵工作效率。

1.离心泵振动原因

1.1机械原因

振动是离心泵工作状态的正常现象,造成振动的原因为振动超标。从当前振动角度来看,离心泵受设计、制作、安装等多环节的影响出现了振动频率变化现象,但在使用后离心泵的故障原因主要有两点,机械原因指的是在离心泵作业过程中出现了安装错误和零件老化等问题,这在一定程度上影响了离心泵的正常工作状态,直接表现为叶轮装配故障、泵座刚性变差、离心泵轴弯曲和轴承质量下降。另外,若是机械因素导致离心泵故障,液体输送管道很可能发生堵塞现象。不过,机械因素的影响是不同的,所造成的的机械干扰和振动现象也会出现其他情况,比如说泵座刚性减弱,很可能降低抗干扰性,而液体管道出现堵塞,很可能因为水力冲击造成管道破裂,影响整体设备性能。

1.2水力学原因

离心泵振动的另一个影响因素为水力学,较为常见的问题有气蚀、喘振、液体压力波动等。气蚀说的是在气化压力大于离心泵液体压力时,液体会转化为气泡并流向高压区域,当气泡在压力的作用下破碎,周围液体会迅速侵占气泡原本占有的空间,液体流动作用下出现了水力冲击现象,从而导致离心泵出现振动。喘振指的是离心泵输液管道中液体的周期性振荡情况,主要是下游液体在出口时受压力变化导致的。流体压力波动是因为心泵内部液体异常流动状态下液体与管道压力出现变化,对转子产生作用力,进而出现的振动情况。

2.离心泵振动状态监测

2.1振动信号监测

化工企业在生产和经营中会通过日常检查和重点检查等方式进行设备管理,具体包括常规线路检查、设备清洁和检修等,化工企业生产对设备具有一定依赖性,因此日常检查工作较为繁重。而在设备故障发生前,部分检查内容并不详细,无法体现面面俱到。因此,在离心泵的振动检查中要以振动信号为主,通过传感器收集离心泵振动信号,做好相关数据采集和分析工作。工作人员为了提升振动监测效率,可以根据振动能量法与频谱特生法进行测试,从而有效了解到离心泵的振动状态,若是出现故障能够以此为依据提供诊断参考。

2.2振动检测系统监测

在离心泵振动监测中,工作人员可以根据振动检测系统进行监测,这种系统是由振动传感器、双通道数据采集器、计算机终端等组成,能够有效分析离心泵的振动状态。在振动检测系统运行过程中,振动传感器负责采集和传输信号,计算机终端根据状态分析软件进行实时整理,最终得出振动频率、能量、峰值变化幅度等信息。若是任何一项数据超过了额定范围,就会把数据传至双通道数据采集器,并根据现场测试进行数据分析,检测后储存到数据库中,从而为工作人员提供直观的数据异常情况,有效了解到离心泵的振动状态。

3.离心泵故障诊断与处理

3.1离心泵故障诊断

为避免对离心泵运行以及生产造成影响,对于离心泵的故障诊断应在不拆卸设备的前提下完成,而这同样需要围绕振动信号来展开。振动信号包含着大量的设备信息,因此在终端振动传感器采集到离心泵振动信号后,还可以利用频谱分析、人工神经网络、专家系统、模糊故障诊断等算法或诊断措施深入分析振动信号,提取其中的设备故障信息并进行故障诊断。例如,利用专家系统开发工具,可以将该系统嵌入到特定的计算机程序中,进而完成离心泵设备的主要振动参数分析工作,借助异常参数确定故障位置与原因。不过,离心泵故障诊断并不能完全依赖振动信号,离心泵瞬时角速度、电流、电动机功率等数据参数也都是主要影响因素,同样能够作为辅助数据用于设备故障诊断。计算机系统通过分析确定离心泵故障设备后,还会根据故障信息及设备运行状况预测离心泵未来状态,并制定相应的故障处理方案,包括查明故障原因与故障部位、判断故障维修价值、提供维修方法建议等,既可以提高故障诊断与维修效率,减少离心泵停止运行时间,也能够提升故障维修的有效性。

3.2离心泵故障处理

离心泵维修应在停止状态下进行,因此针对离心泵存在的各种振动故障,总体上还应以预防为主。例如,为避免离心泵出现主轴弯曲、叶轮瓢偏等问题,应定期对离心泵部件进行检查,并对异常部件进行调整(如主轴校直、叶轮晃动值调整)或更换,而为了避免液体输送通道出现堵塞,需要定期安排专人清洗、疏通管道。可以制定设备养护计划,合理确定设备作业时间,避免出现超负荷作业现象。也可以在易损位置涂抹润滑油,或在连续工作后停止作业,给设备一个休息的时间,以此提升离心泵的养护效果和使用寿命,避免出现振动超标问题。

结语:在石油化工企业生产规模不断扩大的背景下,未来离心泵设备的转速会越来越快,而其产生的振动问题也会更为明显。对此,企业要明确离心泵设备的振动原因,并在传感器技术、数据通讯技术、软件技术等多种技术的支持下深入了解离心泵振动状态监测及故障诊断技术的具体情况、灵活应用防治措施,及时发现和解决离心泵振动超标问题,可以第一时间对可能发生的振动故障进行全面诊断与处理。

参考文献:

[1]徐健.炼油厂离心泵振动状态监测及故障分析诊断技术[J].石化技术,2019,26(07):159-160.

[2]石明海.状态监测及故障诊断技术在炼油厂关键离心泵上的应用[J].化工管理,2018(23):39.

》在线投稿系统

*文章题目:
*作者姓名:
*电子邮箱:
*通讯地址:
*联系方式:

  备      注:

*上传稿件:

支持上传.doc,.docx,.pdf,.txt,.wps文件

投稿须知:

1、审稿结果将于1~7个工作日以邮件告知,请注意查收(包含录用通知书、审稿意见、知网CNKI查重报告)。

2、提交投稿后,若7个工作日之内未接到录用通知,则说明该文章未被录用,请另投他刊。

3、凡投寄本刊稿件,如在内容上有侵权行为或不妥之处,均应文责自负。本刊有权对来稿进行文字编辑、加工和修改,如不同意,请附说明,以便妥善处理。

4、多作者文稿署名时须征得其他作者同意,排好先后次序,通知用稿后不再改动。

5、凡投往本刊稿件一经录用发表,其版权归本刊所有。

6、本刊已全文录入中国知网、万方、维普等数据库,如作者不同意被收录,请提前申明,未申明者,本刊一律视为同意被收录。

7、请勿一稿多投。