卸油装置管道泵电动机振动分析

卸油装置管道泵电动机振动分析

边茜茜1 ,马金鹏2  

1.中国石油乌鲁木齐石化公司检维修中心  新疆乌鲁木齐市  830019 2.中国石油独山子石化公司供水供电公司  新疆克拉玛依市  833699

摘要：某储运联合部卸油装置管道泵电动机，监测非驱动端振动超标，现场进行分析诊断及处理措施的提出。

关键词：管道泵 振动 分析

正文：

电动机的振动有效报警值，首先依据《GBT 6075.3-2011 机械振动 在非旋转部件上测量评价机器的振动 额定功率大于15kW额定转速在120 rmin至15000rmin之间的在现场测量的工业机器》进行设定，然后根据现场电动机的运行情况，结合历史趋势进行精确设定，但机泵电动机的振动不应过大，避免造成机械故障。

某储运联合部卸油装置管道泵电动机B-5，额定电压0.4kV，额定功率90kW，额定电流164.3A，额定转速1480转/分，V1安装，如图1所示，驱动泵体转输原油。

1. 振动监测情况

1.1现场监测数据

值班人员监测某储运联合部卸油B-5电动机非驱动端垂直（南北方向、垂直管线）6.425mm/s（RMS，下同），属于振动超标情况，电气值班人员现场监听电动机驱动端有杂音，并将信息及时反馈车间进行分析，22日13：40属地配合开机检查，车间状态监测小组现场进行波形、频谱采集，驱动端水平（东西沿管线方向）2.112mm/s，垂直4.709mm/s，非驱动端水平2.321mm/s，垂直8.081mm/s。

1.2空试电动机

移开电动机空试振动，电动机振动为发现驱动端水平1.1mm/s，垂直1.3mm/s，非驱动端水平1.4mm/s，垂直1.8mm/s；振动较带载运行时明显降低。监测电动机轴承冲击正常，未见故障缺陷频率和其他异常频谱，未见异常杂音，排除电动机轴承内外支撑异常情况。

1.3泵体检查后带载运行监测

鉴于声音和振动非来自电动机，对泵体检查发现叶片有流体冲刷痕迹，有轻微结垢，清除后开机运行，监测电动机振动非驱动端垂直8.032mm/s，驱动端垂直4.828mm/s，增加刚性支撑螺栓，并进行调整，振动变化不明显。

2. 振动原因分析

2.1振动图谱分析

电动机非驱动端垂直方向波形呈正弦波、频谱主导为1X，有2X，3X谐波，1X振动7.89mm/s，占通频幅值97.6%，结合振动波形及频谱，以及空试时电动机的振动量值，基本排除动平衡造成的振动超标，初步判断结构松动和共振问题。

2.2现场检查

检查管道、机泵结构，从管道进口、出口，管道支撑，泵体与电动机之间支撑等方面看未发现有结构松动情况，初步排除结构松动，考虑电机一倍转频和管道固有频率出现的共振问题。

2.3敲击试验

    现场停机，使用试验仪器进行结构固有频率敲击试验，现场测得管道结构固有频率为24Hz,电动机运行时1X转频为24.6Hz，电动机运行时确出现共振情况。

2.4负载调节

    为验证负载流体冲击对振动的影响，调节负载流量，负载压力在现场设备工艺条件允许的范围内进行调节时，电动机两端垂直振动幅度变化小于5%，对振动降幅影响不大。

3. 处理措施

3.1精确动平衡与对中

使用试验仪器进行相位测量，确存在动不平衡量，鉴于电动机空试时的振动量值和带载运行时水平方向的振动量值较小，基本排除动不平衡造成的振动问题，不考虑进行动平衡校核。现场进行精确对中，对中完成后非驱动端垂直7.852mm/s，驱动端垂直4.325mm/s，精确对中并不能有效降低振动量值。

3.2改变管道刚性

    由于采取降低激振力对振动有效值的降低没有明显效果，因此需要进行消除共振因素，才能有效降低振动。措施之一改变管道刚性，可以增加支撑增加刚性，或增加重量，降低刚性。

3.3改变电动机转速

   电动机为4级电机，额定转速为1480转/分，1X转频为24.6Hz，实际运行中转速与额定转速相差不大，1X转频变化亦不大，不能避开24Hz的管道固有频率。结合现场应用实际情况，可将电动机更换为2级电动机，1X转频为49.5Hz左右，或将电动机更换为变频电动机，使用变频器控制电动机转速，避开管道固有频率24Hz上下20%区间，即1X转频小于19.2Hz或大于28.8Hz。

4. 共振的消除与抑制

    共振现象在离心机泵运行中可能出现的几率较大，从设计的角度出发需要避免，在后期运行中或改造过程中出现或造成的共振需要采取消除或抑制措施。消除共振一般为避开共振频率，根据现场实际情况不同而采取不同的措施，一些无法短时间消除的共振可采取增大阻尼的抑制措施，在合适位置增加反方向的阻尼。但常出现阻尼措施失效的情况，因此根治的方法是消除共振。

5.小结

综上所述，该案例可选用的处理方法有增加刚性和改变电动机转速两种，以此来消除共振影响。机泵运行中出现的共振情况，需要结合现场实际情况综合分析，完成精确动平衡和对中后消除共振因素，减小激振力或改变结构刚性。

作者简介：

1.边茜茜，女，1982.06，电气设备工程师，研究方向：电气设备运维管理。

2.马金鹏，男，1985.05，电气设备工程师，研究方向：电气设备运维管理。

参考文献：

[1]贾志超, 吕哲, 潘德槐,等. 某发动机共振异响诊断与消除[J]. 小型内燃机与车辆技术, 2014, 000(006):65-70.

[2]戴勇. 离心泵振动故障分析处理[J]. 水钢科技, 2013(1):27-29.

[3]李文东, 杨嘉, 赫飚,等. 离心泵与管系的共振问题[J]. 油气储运, 2011, 30(007):532-533.