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探讨石油化工厂离心泵转子动平衡技术

作者:未知

  摘 要:本文结合石油化工厂离心泵结构类型及其转子不平衡原因,对离心泵转子动平衡技术及有关特征进行研究,以供参考。
  关键词:石油化工厂;离心泵;转子;动平衡技术;研究
  离心泵是石油化工厂生产中最常用的设备,其设备性能对石油化工厂的生产运行安全和效益都有着十分重要的影响。但是,结合石油化工厂生产运行中对离心泵的应用情况,容易发生离心泵转子不平衡情况,从而引起离心泵振动发生,导致转子反复弯曲与内应力产生发生疲劳损坏或者是断裂等,出现机械振动和噪音,对转动机械轴承及轴封等零件磨损形成加剧影响,降低石油化工长机组运行使用寿命和工作效率,同时对周围环境及设备操作人员安全造成威胁,影响十分不利。
  1 石油化工厂离心泵的结构类型及其转子不平衡分析
  1.1 石油化工厂离心泵的主要类型
  石油化工厂生产中运用的离心泵设备类型,根据其支撑方式主要包括双支撑与悬臂式离心泵,而根据离心泵的叶轮级数则包含单级与多级离心泵,从支撑方式与叶轮级数的组合情况划分,又包含单级悬臂、单级双支撑和双级悬臂、双级多支撑离心泵等不同形式。此外,当前石油化工厂生产中应用的离心泵,其叶轮形式包含半开式、开式与闭式等,其中,闭式叶轮主要由前后盖板以及叶片构成,这类叶轮形式的离心泵,其在生产运行的工作效率较高,且应用较多;而半开式叶轮则包含前开式与后开式,其中前开式是由后盖板与叶片构成,而后开式则由前盖板与叶片构成;开式叶轮的离心泵由于工作运行效率较低,在石油化工厂生产中应用较少。
  1.2 离心泵轉子不平衡分析
  结合离心泵工作运行其转子不平衡问题的具体情况,对其发生原因可以总结为以下几点。首先,离心泵结构与材料存在问题,导致工作运行中出现转子不平衡。由于离心泵转子叶轮主要采用铸铁材料制成,其质量分布不够均匀,再加上离心泵转子轴的键槽一般设置在一侧,容易造成转子工作运行中轴系质量分布与旋转中心出现不对称,从而引起转子不平衡发生。
  其次,离心泵设备加工与装配生产中存在一定的质量问题,导致转子工作运行中出现不平衡。离心泵加工与装配一般是由人工操作实现,并且在进行各部件加工和装配过程中为确保其零配件之间的相互配合性,从而对离心泵整体性能及结构进行保障,必然会导致一定的误差存在,比如,离心泵叶轮或者是轴承加工制作中一旦出现误差,就会造成相应叶轮的叶根槽不能实现完全的径向对称,或者是离心泵轴承不是完整圆柱体形式,必然会对离心泵各零部件装配产生影响,再加上装配过程中控制不严格进行勉强装配使用,就会造成离心泵工作运行中转子不平衡问题发生。
  此外,离心泵转子运行过程中,也会因有关因素导致不平衡发生。转子运行使用期间,流体对离心泵叶片的腐蚀或者是冲击影响,再加上轴以及轴承部位的摩擦作用、物料不断推进等,都会对离心泵叶轮与轴质量分布造成影响,使其出现质量分布不均匀情况,从而造成旋转中心和质量中心不能重合,发生转子不平衡问题。
  2 石油化工厂离心泵转子动平衡技术
  结合上述石油化工厂离心泵转子不平衡的原因,在对其转子不平衡进行控制中,比较常见的动平衡技术主要由现场动平衡以及平衡机动平衡、在线动平衡等,并且不同类型的转子,其采用的动平衡技术也存在一定差异。其中,针对离心泵转子不平衡的平衡机平衡技术是应用最为广泛的一种动平衡技术,其进行转子平衡控制的成本较低,且技术经验相对成熟,进行实际操作使用的方法的简单,具有较为显著的应用优势。但是,值得注意的是,平衡机平衡技术进行转子动平衡控制应用时,其操作工况与实际工况条件的差异较大,通过平衡机进行平衡的转子,在离心泵设备中装配应用后可能会出现不满足动平衡要求情况。针对这一问题,在平衡机平衡技术基础上,为实现其转子不平衡的有效控制,又研究提出了现场动平衡技术,它能够在设备现场并且通过不拆机的条件下实现离心泵转子动平衡纠正和控制,具有更加突出的动平衡技术优势。需要注意的是,现场动平衡进行离心泵转子动平衡控制应用中需要停车进行操作,对其正常生产仍然存在一定的影响。在这一情况下,为满足离心泵转子动平衡的技术要求,又研究提出了在线动平衡技术,它能够使设备在正常工作运行情况下,通过在离心泵转子转轴上进行相应的平衡装置安装应用,对其设备动平衡进行控制实现,以避免转子不平衡及其影响发生。与平衡机平衡技术相比,现场动平衡与在线动平衡的技术条件仍不够完善,还需要进一步研究和改进发展。以双支撑式离心泵的转子动平衡技术及应用为例,由于该类型离心泵转子根据叶轮级数不同包含单级和多级两种,因此,其转子动平衡技术也存在一定的差异。其中,对单级离心泵转子动平衡控制和校正,一般需要对叶轮两个面进行校正,而多级离心泵转子动平衡校正则需要根据具体情况,进行相应的校正面选择,并且所选择校正面的距离应尽量较远,同时能够实现不平衡量在多个叶轮中平均分布、对距离叶轮中心较远区域可以通过磨削进行校正实现,从而确保其动平衡效果。
  3 结束语
  总之,对石油化工厂离心泵转子动平衡技术研究,有利于促进其在转子不平衡问题控制中得到推广应用,从而有效解决离心泵转子不平衡问题,对其安全生产和正常运行使用进行保障,具有十分积极的作用和意义。
  参考文献:
  [1]邱建伟.基于传递矩阵法的多级离心泵横向分析[J].石油化工设备技术,2018,39(05):8-10+14+69.
  作者简介:
  何鸿家(1991- ),男,青海海东人,毕业于吉林大学,助理工程师;目前从事动设备管理工作。
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