浆液循环泵叶轮通过频率问题分析
本帖最后由 骨哥 于 2016-8-26 15:30 编辑本案例分析尚不成熟，且未经最终验证，各位如有不同看法欢迎交流。图文版见附件。
#2吸收塔浆液循环泵振动诊断报告我司脱硫系统#2吸收塔三台浆液循环泵在4月25日的例行监测中发现振动异常，经诊断认为：主要原因是泵之间抢流量造成。一、设备概况1、泵的参数：型号：700DT-A83厂家：石家庄工业泵厂有限公司类型：离心渣浆泵驱动型式：电机+减速机+泵额定流量：6420m3/h泵设计转速:596rpm实际转速：A泵-617rpm；B泵-606rpm；C泵-590rpm 设计NPSHr（必需汽蚀余量）：7.9m 振动标准：≤4.5mm/s2、布置型式：并排布置与吸收塔南侧，夹角28°。吸收塔直径11.5m，设计最高液位10.5米，11.5米溢流，设计浆液温度：80℃。3、运行方式：根据脱硫负荷大小，双泵或三泵运行。二、存在异常4月25日，在例行周期性数据采集的时候发现，A泵驱动端水平振幅由正常的2mm/s左右上涨至4.8mm/s，B泵驱动端水平振幅由正常的3mm/s左右上涨至5.2mm/s，C泵变化不明显。遂采集更多数据进行分析。file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image004.jpg三、分析诊断1、三台泵振动幅值均随时间上下波动，波动幅度不一，其中A泵1.78-8.41mm/s，B泵3.64-7.78mm/s，C泵2.56-5.95mm/s；从最大值看，三台泵振动均超标；file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image006.jpg2、使用监测模式观察频谱特征，主要振动能量和波动的成分均是5倍频，该型泵叶轮流道5个，即叶轮通过频率占主导。与双泵运行时的特征一致。file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image008.jpg3、叶轮通过频率的来源：由于设计制造安装误差，所有的叶轮机械都会有叶轮通过频率，当总振幅小于标准值时无需干预，当超标时应查找原因，其对应的故障主要有：叶轮平衡不良、管道与泵特性不匹配、进口流体紊流、汽蚀、叶轮堵塞、口环间隙不均等。1）从频谱特征看，1倍频均极低可以排除不平衡，同时由于三台泵同时发现振动异常，可以排除泵本身的问题，因同时出现设备问题的几率极低，故可排除叶轮堵塞、口环间隙不均；2）此前由于机组长期低负荷运行及燃用低硫煤，大部分时间均为双泵运行，振动虽有波动但均保持在标准之内。在切换至三台泵运行后，发现振动突然上升，故应与流体问题有关。3）管道与泵的特性是否匹配，须经过实验确定，暂不能排除，但从双泵切三泵及三泵且双泵运行时的电流特征看，泵之间存在“抢流量”问题，从下图可以看出，C泵启动后，A、B两泵电流均迅速跌落，A泵由65.2A降至62.2A，B泵由57.4A降至55.1A，然后趋于平衡：file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image010.jpgC泵停运后，A、B泵电流迅速恢复正常。众所周知，泵的负荷与流量大小成正比，泵吸入不足，会导致其偏离设计工作点而工作不平稳。从以下布置可以看出，三台泵（P01、P02、P03）布置与吸收塔同一侧,泵之间相隔28°，管道直径1米，间距1.8米，低于相关标准要求大于2.5倍管径的要求，且从管道方向上，延长线均指向吸收塔中心，易造成互相影响。file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image012.jpg4）是否有汽蚀？现场听不到明显汽蚀噪音；该泵厂家给出的必须汽蚀余量NPSHr=7.9m，吸收塔实际最低工作液位7m，泵与塔底相对标高+1.6m，浆液温度按设计值80℃计（此时水的饱和压力为47363Pa），泵吸入管路阻力按1m计（通常值，影响甚微），吸收塔液面与大气联通，大气压按101000Pa计，该温度下水的密度971.8kg/m3，则有效汽蚀余量为：NPSHa=（101000-47363）/971.8/9.81+7-1.6-1=10.03mNPSHa>NPSHr，故理论计算不会发生汽蚀。但有几点需要注意：l 如果厂家给出的NPSHr不是实验值，而是同型设计值，那么它可能偏大或者偏小（很难由计算获得，一般是出厂试验获取其NPSHr-Q曲线），同时厂家给出的NPSHr是额定转速595rpm时的，A泵617rpm，B泵606rpm，C泵590rpm，NPSHr值是与转速成反比的；l 由于氧化空气的加入，如果未完全反应及逸出的氧化空气进入泵内，也会发生气蚀；l 浆液温度的影响，计算表明，温度每上升10℃，NPSHa降低约1.5m；l 浆液起泡对水位计的影响（虚假水位），该塔使用三个水位计测量，此种可能应较小（可通过运行中加消泡剂观察水位显示变化情况判断）；l 叶轮通过频率附近有宽带噪声地脚，为汽蚀特征：file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtml1/01/clip_image014.jpg因此，并不能完全排除汽蚀的影响，故在4月26日会同环保专业联系运行调整液位试验，将液位从7米提高至8.5米，此时A泵振幅由8.41降至5.47，B泵振幅无明显变化，C泵振幅由5.95降至4.56mm/s。继续提高至9.5米，无明显变化。要求运行今后尽量保持高液位运行。5）是否有入口紊流从泵的入口膨胀节低频鼓动情况看，泵进口流速、压力不稳定，这与泵的设计是相悖的，也是造成泵振动的主要原因之一。 通过以上分析认为：三台泵同时运行时振动超标的问题，主要原因是泵吸入管之间间距过小，互相抢流量，同时不能完全排除入口紊流和汽蚀的影响。四、持续跟踪经过近期跟踪发现，在持续高液位运行两个月后，C泵启动后，AB泵电流突然跌落的现象消失，泵的振动也恢复至较低水平，但仍有较大幅度波动：
日期水位（米）运行方式浆液密度kg/m3设备振动范围（mm/s）
4月25日9.13三泵11272A泵1.80-8.40
2B泵3.64-7.78
2C泵2.56-5.95
5月21日8.65双泵10752A泵1.30-2.69
2B泵2.77-5.69
5月21日9.1三泵10292A泵1.80-6.79
2B泵3.21-8.37
2C泵1.98-6.35
6月17日8.6三泵10512A泵1.76-3.69
2B泵3.52-7.22
2C泵2.30-5.45
7月26日8.97三泵11412A泵1.57-2.84
2B泵3.02-4.72
2C泵1.80-3.45
8月8日8.69三泵11392A泵1.81-3.91
2B泵2.98-5.08
2C泵2.04-3.16
8月23日8.82双泵11122A泵2.48-5.09
2B泵2.95-4.13
五、处理建议1、尽量保持更高液位运行，控制排烟温度；2、在满足脱硫效率的前提下，尝试减少氧化风量，同时对提高叶轮寿命会有好的影响；3、研究在吸收塔内三个吸入管口之家加装隔墙的可行性，双泵运行时考虑开A、C泵，降低各泵之间的互相影响；4、吸入管加装滤网，降低入口紊流。我们也将会在此过程中加强监测，持续细化诊断。
分析的认真、细致，值得学习！ 感谢分享学习一下 典型的拍振，二个运行频率接近的设备同时运行就会出现 xyg9154 发表于 2016-9-15 10:16
典型的拍振，二个运行频率接近的设备同时运行就会出现
和拍振没关系。 学习了谢谢分享 分析得很好，写得很全面{:{23}:}。你最后提到的三个入口管道之间加装隔墙，这个方法会不会导致浆液、石膏在塔底隔墙死角处出现沉积、板结哦 墨仔2012 发表于 2016-9-18 15:33
分析得很好，写得很全面。你最后提到的三个入口管道之间加装隔墙，这个方法会不会导致浆液、石膏在 ...
我也担心这个，严谨的话应该做CFD分析 多谢分享学习一下 多谢楼主分享 学习了 学习一下 分析的很详细，谢谢 下载了研究一下谢谢 好案例，謝謝骨哥的分享！
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