主排水泵性能测试系统管路振动解决方案.pdf

2 0 1 2 年第 3 期 中州煤炭 总第 1 9 5 期 主排水泵性能测试 系统管路振动解决方案 夏 侯文 奇 ( 平顶 山工业职 业技 术学院， 河 南 平顶 山4 6 7 0 0 1 ) 摘要 ： 阐述 了主排 水泵在性能测试 时管路振 动所造成 的危 害 ， 分析 了管路 振动产 生 的原 因， 提 出通过合 理布 置管路系统和增加弹性 支撑 来解决振动问题 ， 并进行 了试验。试验 结果表 明： 采取 措施后 ， 管 路振 动明显减 小， 系统稳定 性大大提 高。 关键词 ： 主排水 泵； 性 能测试 ； 管路振动 中图分类 号： T D 4 4 2 文献标 志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 3—0 5 0 6 ( 2 0 1 2 ) 0 3— 0 0 4 9— 0 2 S o l u t i o ns f o r Pi p e Vi b r a t i o n o f M a i n Dr a i n a g e Pu m p Pe r f or m a nc e Te s t i n g S y s t e m Xi a h o u W e n q i ( P i n g d i n g s h a n I n d u s t r i a l C o l l e g e o f T e c h n o l o g y ， Pi n g d i n g s h a n 4 6 7 0 0 1， C h i n a) Abs t r a c t ： Th e h a r ms c a us e d b y t he pi pe v i b r a t i o n i n t h e ma i n dr a i n a g e p u mp p e rfo r ma nc e t e s t i n g we r e e l a bo r a t e d， t h e c a u s e s o f p i pe v i - br a t i o n we r e a n a l y z e d． I t wa s p r o p o s e d t h a t t h e pr o bl e m a bo u t t h e p i p e v i br a t i o n s h o ul d be s o l v e d b y r e a s o na b l y a r r a n g i n g pi p e l i n e s y s - t e m a n d a d d i n g e l a s t i c b e a r i n g ． F i n a l l y ， t e s t i n g wa s d o n e ． T h e fi e l d t e s t s h o ws t h a t ， p i p e v i b r a t i o n wa s s i g n i f i c a n t l y r e d u c e d， a n d t h e s t a — b i l i t y o f t h e s y s t e m wa s g r e a t l y e nh a nc e d． Ke ywo r ds： ma i n d r a i na ge p u mp s； pe r f o r ma n c e me a s u r e me nt ； p i p e v i b r a t i o n 水泵 在 出厂前 需 根据 国家 标准 进行 常规 性能 测 试 。某水 泵 厂 生产 的 主 排 水 泵 ( 流 量 8 0 0 m ／ h ， 扬 程 9 0 0 I l 1 ) ， 在 测试 过程 中 ， 因其 大 流量 、 大 扬程 引 起 管路 强烈 振动 ， 严 重 影 响 了测 试 系统 的稳 定 性 和 测 试精度。针对水泵性 能测试管路振动 的问题 ， 分析 了振 动产 生 的原 因 ， 并 结 合 该水 泵 厂试 泵 车 间的 具 体情况 ， 提 出了解决振动问题的办法 。 1 管路振动 的危 害 ( 1 ) 管路振动使管路和水泵 的机械连接部件承 担额外负荷 ， 对其损伤特别大 ， 尤其是共振 ， 可能使 这些 部件 变弯 、 折损 。 ( 2 ) 管 路振 动会 引 起 测试 时采 集 到 的数 据 产 生 波 动 ， 降低 了测试 系 统 的精 度 。 ( 3 ) 管 路振 动严 重 影 响测试 系统 的稳 定性 。 ( 4 ) 管路振动产生噪音 ， 影响水泵测试环境。 收稿 日期 ： 2 0 1 1—1 1—1 6 作者简 介 ：夏侯文 奇 ( 1 9 7 9 一 ) ， 男 ， 山东 淄博人 ， 助理 工程 师， 2 0 0 4 年毕业于平顶山工业职业技术学院 ， 现从事煤矿技术服务工作。 2 管路振 动原 因分析 水泵性能测试管路系统如 图 1所示 。通过对管 路系统的分析 ， 得 出引起管路振动的主要因素如下。 图 1水泵性能测试 管路系统 ( 1 ) 水泵 自身发 生气 蚀 引起管 路振 动 。 ( 2 ) 管路 连接 法 兰没 有 拧 紧 或周 围螺 丝 松 紧程 度不均 ， 产生抖动 ； 没有调好轴承连接横 向水平 度 ， 引起水泵管路产生振动 。 ( 3 ) 管路 中高 速流体 流过 电磁 闸阀时形 成节 流， 前后产生压差 ， 当压差达到一定值 时， 混入液体 中的气泡体积增大并聚合。当电磁闸阀的下游压力 低于空气分离压时， 溶解 于液体 中的气体迅速从液 4 9 2 0 1 2年第 3 期 中州煤炭 总第 】 9 5 期 体 中分离出来 产生大量气泡 ， 形成严重气穴。当电 磁闸阀的下游压力低于该温度下液体的饱和蒸气压 时 ， 液体沸腾汽化产生大量气泡 ， 形成强烈气穴 。当 气泡被流体带到高压 区时 ， 体积急剧缩小或溃灭 ， 产 生局部压力冲击 ， 引起管路 强烈振 动。这是引起 管 路振 动 的 主要 原 因 4 。 。 通 常用 气 穴 系数 k表 征气 穴 发 生 的倾 向 ， 系数 定 义如 下 ： ： 了 ( 1 ) p ／ 2 由p v 22 ／ 2= P1 一P 2 ( 2 ) 则 = 』_ 旨 ( 3 ) 式 中 ， P 为 阀门下 游 压 力 ； P 为 某 温 度 下 的 空气 分 离 压 ； p为 流体 密度 ； 为 阀门下 游处 的 流体 平 均 流 速 ； P ， 为 阀 门上游 压 力 。 当以绝对压力表示各压力时 ， P 一0 。 此 k 南 ( 4 ) 由此 可 以看 出 ， P ／ P 值越 大 ， 后值 越小 ， 越 易发 生 气 穴 。 ( 4 ) 高速流体流经电磁闸阀时 ， 形成射 流， 冲击 变径弯头 ， 引起管路振动 。 ( 5 ) 管 路 内流 动 的 脉 动 液 体 ， 在 遇 到 变 径 弯 头 时 产 生激 振力 ， 造 成 管路 振动 。 3管路减振 的措施 解决主排水泵性能测试系统管路振动的有效措 施是削减激振力。由于主排水泵和周 围机械设备所 产 生的振动 难 以消除 ， 故削 减激振力 主要 是削 减管 路 系 统 内的压 力脉 动激振强度 。 3 ． 1 合理 布 置管 路 系统 ( 1 ) 缩短水泵 吸入管路 ， 并避免 有较长 的水平 吸 人 管段 ， 以减小 吸入 管 路阻 力 ， 降低水 泵 发生 气蚀 的 可 能性 。 ( 2 ) 水泵 出口管路 略向上倾斜 ， 以免管 内积存 空气 。 ( 3 ) 把电动闸阀 、 整流栅等节流装 置放在靠近 泵 的 出 口处 安 装 ， 减 少 产生 压力 脉 动 的危 险 。 ( 4 ) 在 出 水 口短 节 中 间 部 位 安 装 2个 阻 尼 孔 板 ， 增 加 出水 阻力 ， 增大 电动闸 阀 阀 口开启 度 。 ( 5 ) 在过渡短 节 中问部位安装 2个阻尼孑 L 板， 减小 电动闸阀出 口射流速度 。阻尼孔板厚度应尽量 5 0 大 ， 孔 径要 小 。 3 ． 2使用 弹性 支撑 把 用 于 支撑 管 路 的普通 支 撑 改 为 弹性 支 撑 ， 弹 性 支撑 是在 普通 支撑 上端 安装 弹性 装置 ( 图 2 ) 。弧 形金属套起限位和保护橡胶垫的作用。橡胶垫的选 用 取决 于所 承 载 的管路 质量 ， 其压 缩量 不宜 过 大 ， 否 则 起不 到 良好 的抗振 效果 。 弧形金属套 图 2弹性 装 置 4试验效果 2 0 1 1年 4月 ， 焦 作某 水 泵 厂 主排 水 泵 性 能 测试 系统采 取 了 以上 减 振措施 。试 验 时水泵 运行 状 况 良 好 ， 管路振动大大下降 ， 所测试的流量值 ( 表 1 ) 均在 正 常 范 围内且 波动 很小 ， 现场 噪音 明显 减弱 。 表 1 管路 改造前后 同一点流量对比 m。 ／ h 序号 改造前 改造后 序号 改造前 改造后 l 4 5 7 ． 6 4 5 0． 1 6 4 43 ． 7 4 5 0． 3 2 4 47 ． 0 4 5 1 ． 3 7 4 5 0 ． 9 4 5 2． 8 3 4 6 0 ． 1 4 4 9． 0 8 4 5 6 ． 3 4 4 9． 4 4 4 45 ． 2 4 48 ． 7 9 4 4 0 ． 8 4 51 ． 3 5 4 5 5 ． 4 4 5 1 ． 5 1 0 4 58 ． 6 4 48 ． 1 5 结 语 通 过合 理布 置管 路 ， 使用 弹性 装置 ， 削减 了管路 振 动 的激振 力 ， 管路 振动 明显减 小 ， 系统 的稳 定 性 大 大提高 。该措施 的实施有效提高了主排水泵性能测 试 系统 的精 度 ， 降低 了环 境 噪声 。该方 法简 单 易行 ， 且 减振 效果 良好 。 参 考文 献 ： [ 1 ] 何 川 ， 郭立君 ． 泵 与风机 [ M] ． 北京 ： 中 国电力 出版社 ， 2 0 0 8 ． [ 2 ] 梁向东． 节流对 管路 振动特 性 的影响 [ J ] ． 噪声 与振 动控 制 ， 2 0 0 1 ( 4 ) ： 8 - 1 0 ． [ 3 ] 梁 向东． 船舶 管路中高频振 动成 因分析及 控制策略 研究 [ J ] ． 噪声 与振动控制 ， 2 0 0 9 ( 3 ) ： 1 0 1 — 1 0 2 ． [ 4 ] 廖庆斌 ， 王晓东 ， 马士虎． 舰船 管路 系统振 动和 噪声源 机理 分 析 [ J ] ． 舰船科学技术 ， 2 0 1 0， 3 2 ( 4) ： 2 4 - 2 5 ． ( 责任 编辑 ： 许 久峰 )