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水泵機組振動及其減振措施

發(fā)布日期: 2014-09-22
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在大洪水中,因水泵機組振動現(xiàn)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,可將水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,不同類型的水泵機組振動總是同時產生,不可能把它們截然分開。誘發(fā)這些振動的直接因素也是各不相同的。大洪水時水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,水泵工作在拐點附近的馬鞍形不穩(wěn)定區(qū)域。這種振動的主要特征是不穩(wěn)定和瞬間內的周期性反復。如果這種循環(huán)的頻率與系統(tǒng)的振蕩頻率合拍,就有可能誘發(fā)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(tài),另一方面盡可能地降低泵站的需要揚程。

 。2)對于全調節(jié)水泵可通過改變葉片角度,調小或加大葉片角度都有可能使水泵工作避開拐點。調小葉片角度時還可以改善水泵的Q~H性能曲線,縮小不穩(wěn)定工作區(qū)。

 。3)在可能的條件下采用變速調節(jié)的方法,改變水泵的工作點至穩(wěn)定工作區(qū)域。

 。4)中小型水泵可設置旁道管或旁泄閥,控制水泵出口的流量不小于不穩(wěn)定工作流量。

  2.外江洪水位超高,有的甚至超高2~3米,在這種情況下啟動水泵,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(fā)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(tài),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(fā)振動,其頻率與葉片數(shù)成正比,且常伴有較大的噪音。通?刹捎脤Я、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(tài)紊亂,波浪壓力波反射入出水流道而引發(fā)機組振動,應積極采取有效實用的出口防浪減波和穩(wěn)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(fā)水力振動的同時還有可能加劇弓狀回旋機械振動。及時發(fā)現(xiàn)*清污,即可有效減振。

  6.由于水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(tài)的惡化而產生汽蝕,引起水泵機組的振動。汽蝕振動的頻率較高,每秒可達幾萬次,并伴隨發(fā)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(jié)水泵工況,降低水泵的必需汽蝕余量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(tài)。

 。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(huán)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;旌隙蔚拈L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(shù)等因素合理確定。

 。4)在水泵進口補入(0.4~1%)的氣體(以體積流量計算)可大大降低水泵汽蝕強度,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(xiàn)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(xiàn)由機械不平衡干擾力引發(fā)機械振動的現(xiàn)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(xiàn)不均勻沉陷,它的傾斜有可能會引發(fā)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。

 。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(xiàn)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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