流量对于多级泵震动的影响

      多级泵震动本是正常现象,但是如果震动剧烈就不正常了,而引起震动的原因有很多种,今天,主要讲解介质流量对于多级泵震动的影响。


      震动现象

  多级泵在设计流量下运行时,振动不超标,随着流量的大幅降低或提高,多级离心泵的两端轴承及出口管线振动强烈。泵体内会发出往复机似的噪音。流量正常时,振动和噪音也恢复正常。

  泵体,尤其是内侧轴承座水平方向的振动明显大于垂直和轴向振动的增大值。长时间运行,泵内叶轮、平衡盘、级间衬套、中段等会磨损。对单级双吸泵,轴向的高频振动使轴承损坏、叶轮口环成对称偏磨,泵体口环偏磨,严重时将导致轴承断裂。


  原因分析

  任何一台离心泵都有一个最佳工作范围,体现在泵的性能曲线上。

  离心泵的振动随流量而变化,通常在最佳效率点流量附近其值最小,并且随着流量的增大或减小而增加。从最佳效率点流量起,振动随流量的变化取决于泵的能量密度、比转速及汽蚀比转速。通常,振动的变化量随能量密度、比转速及汽蚀比转速的增加而增加。


  离心泵除了有在性能曲线上标注的最小连续流量外,还有一个最小连续热流量。泵在小流量条件下运行时,部分液体的能量转变为热能,使进口处液体的温度升高,当液体温度使有效汽蚀余量等于或小于泵必须汽蚀余量时,就会产生汽蚀现象。


  在正常流量下,多级离心泵本身的自动平衡盘能很好平衡转子轴向力。但流量过低时,由于轴向力的增大,自动平衡盘就不能将转子的轴向力平衡掉,使转子受到一个指向叶轮人口方向的轴向作用力,造成转子向前窜动,转子、平衡盘等部件严重磨损。轴向介质的人口冲角与转子叶片的安装角偏差较大,也会产生冲击,引起强振。

  对单级双吸泵,当实际流量小于设计流量时,泵体内蜗壳的流道截面积显得过大,使流体流动速度减小,叶轮出口的绝对速度增加,且方向发生改变。这样,蜗壳内的液体与叶轮出口的液体相遇时,因速度大小和方向不同而产生撞击,使得蜗壳内液体压力不断增高,从而破坏了蜗壳内液体流动压力的轴对称性。此外,由于蜗壳内压力分布不均匀,壳内流体对流出叶轮的流体所起的阻碍作用也不同,使得沿叶轮四周的液体给叶轮的力和方向也不同,引起偏振。


  解决方案

  泵的运行应处于优先工作区。此工作区位于所提供叶轮的最佳效率点流量的70%一120%区间内。额定流量点应当位于所提供叶轮最佳效率点流量的80%~110%区间内。

  如果无法避免小流量操作工况,可从泵出口引一条最小回流线,到泵人口的容器内。如果是饱和态液体,应注意返回线不可直接接到泵的人口处,以免过热的出口介质加热入口介质,引起汽蚀。但回流的介质使泵做了无用功,增加了装置能耗。

  也可以在保持蜗壳不变的情况下,通过改变叶轮参数来改变泵的输出流量。通过对叶轮的进出口角度进行修改,可减小作用在叶轮上的径向力,减小振动。

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