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《机械工程名词 第五分册》第一版。
钢厂轧钢过程中用于除氧化皮的高扬程离心泵或高压往复泵。
不用换算 泵送费别落下就行
S、SH型单级双吸泵的吸入口与吐出口均在水泵轴心线下方,水平方向与轴线成垂直位置、泵壳.中开,检修时无需拆卸进水,排出管路及电动机(或其他原动机)从联轴器向泵的方向看去,水泵均为逆吋针方向旋转。如根据...
高压水除鳞泵状态监测技术研究
针对攀钢1450mm热轧板厂高压水除鳞泵,提出了设备状态监测的思路,构建了高压水除鳞泵状态监测系统流程,提出了设备状态评价方法,指导了设备维修的开展。
八钢热轧高压水除鳞泵故障分析
介绍了宝钢集团新疆八一钢铁股份有限公司热轧高压水除鳞系统情况,分析了除鳞泵在试运行初期出现的问题,并提出了其日常维修要点。
高压水除鳞泵应用故障诊断技术实现节能降耗
卢天燚1 李朝全2
( 1. 鞍钢教育培训中心,2. 鞍钢股份鲅鱼圈钢铁分公司设备保障部)
摘要为确保高压水泵稳定运行,采用ET - VI1 振动状态监测和excel 统计图分析的方法预测水泵劣化趋势,以便及时发现故障隐患并处理,减少了因设备故障造成的能源消耗。
关键词高压水除鳞泵 振动监测 故障诊断 节能降耗
鲅鱼圈1580 线高压水除鳞系统由粗轧除鳞系统和精轧除鳞系统两部分组成,共4 台SDZ高压离心泵,采用一工一备工作制。该系统自2008 年投入运行以来事故繁发,故障主要可分为阀类故障、泵故障和管路故障。阀类故障和管路故障只需几十分钟便能处理完毕,但是泵叶轮碎裂故障曾经导致21 小时的事故维修,严重影响生产节奏,故对高压水除鳞泵进行振动状态监测和故障诊断,确保其稳定运行,减少整条生产线设备空转或启动、停机造成的能源消耗,提高设备作业率十分必要。
1 高压水除鳞泵故障诊断
1. 1 振动监测概述
高压水除鳞泵设备简图见图1。选择其两端轴承作为振动监测的测点,并对每个测点的V( 垂直方向) 、H ( 水平方向) 、A ( 轴向) 三个方向进行振动测量。测量仪器选用上海容知生产的ET - VI1 振动分析仪,其基本参数为: 灵敏度10. 33mV/g、频响范围2Hz ~ 10kHz、位移测量范围0 ~ 2mm、速度测量范围0 ~ 200mm/s,加速度测量范围0 ~ 50g。
1. 2 振动初步分析
根据监测结果,首先分析测点②垂直方向振动值,其频谱如图2 所示。由图可见振动能量主要集中在频率为40Hz 的高压水泵基频上,而其它倍频的幅值较小,符合转子不平衡故障的特征,由此可以初步判断水泵存在轻微的不平衡现象。
其次分析测点①垂直方向振动值,频谱如图3 所示。图中水泵的基频( 40Hz) 幅值最大,并且基频的2 ~ 10 倍频率对应的振动值较强,符合松动故障的典型频谱特征。经检查发现高压水泵与液力耦合器连接的联轴器、水泵地脚螺栓存在轻微的松动现象。
1. 3 轴承故障分析
由图4 可知,在50 ~ 400Hz 的低频段,高压水泵测点①水平方向频谱图中基频的非同步频率较多、振动值较大, 例如50Hz、113. 125Hz、201. 250Hz,怀疑高压水泵滚动轴承存在故障。根据鞍钢《滚动轴承三八故障诊断法》,首先观察测点①水平方向振动的加速度时域波形图,如图5 所示,没有发现明显冲击,初步判断轴承正常。
其次,按照经验公式验算图4 中的非同步频率是否由轴承故障引起。高压水泵轴承的型号未知,所以先按照《滚动轴承三八故障诊断法》中的经验公式进行大致推算:
保持架频率: Fc≈0. 4Fr≈0. 4 × 40≈16Hz(1)
轴承外圈、内圈、保持架故障频率的关系:
因为Fi + Fo = N × Fr; Fo = N × Fc
所以N = ( Fi + Fo) /Fr(2)
N = Fo /Fc(3)
轴承滚动体频率:
Fb≈0. 18NFr(4)
将公式(1) 带入公式(2) 得1. 5Fo = Fi(5)
式中: Fi为内圈故障频率,Fo为外圈故障频率,Fr为转频( 基频) ,Fc为保持架故障频率,Fb为滚动体故障频率,N 为滚动体个数。
假设图4 出现的非同步频率50Hz 为轴承外圈故障频率,将其带入公式( 3) ,则N = Fo /Fc= 50 /16 = 3. 125; 假设50Hz 为轴承滚动体故障频率,将其带入(4) ,则N = Fb /0. 18Fr = 50 /( 0. 18 × 40) = 6. 94。因为N 为滚动体个数不可能为小数,所以可知50Hz 既不是轴承外圈故障频率也不是轴承滚动体故障频率,再由公式(2) 、公式(5) 可知50Hz 也不是轴承内圈故障频率。以此类推, 图4 中的113. 123Hz、201. 250Hz、401. 875Hz 非同步频率均不是轴承的故障频率,所以不能通过图4 中出现振幅较大的非同步频率判断该轴承存在故障,再次验证轴承正常。
观察测点②水平方向的频谱图发现,在幅值较高的606Hz 处带有高压水泵的基频边带( Δf= 40. 625Hz) ,如图6 所示。加上测点②轴承处有不平衡振动成分,再次验证了高压水泵的主轴存在不平衡的故障。
2诊断结论与验证
通过分析以上振动频谱,确认高压水泵的主轴存在不平衡故障隐患,高压水泵与液力偶合器连接的联轴器、水泵地脚螺栓存在松动现象。鉴于此,利用检修时间对联轴器、地脚螺栓进行了紧固,且修复时更换了主轴和部分叶片。
鞍钢当前的主要点检方式是利用人的五感点检,由于人的感知能力局限,只有在水泵故障的晚期才能感知出来。虽然设备处于前期故障时不能造成停机事故,但是将造成严重的能源损失。例如高压水泵存在不平衡、螺栓松动等故障时,其耗电量比无故障时耗电量高20% ~ 50%。而利用ET - VI1 振动分析仪能在高压水泵故障早期及时发现,对于松动、联轴器不对中的小故障可以及时排除,对于泵内部不能及时排除的故障可以提前预测高压水泵在机寿命,以便备件充足或者有检修时间时更换。为了预测寿命更加准确,点检员还每天手动测量泵的振动值,并利用振动值绘制成excel 月统计图,通过图表变化趋势辅助判断高压水泵寿命,由此大大降低了水泵事故率。
3 结语
高压水系统设备是热轧生产线的关键设备之一,其性能优劣直接关系到轧制产品的表面质量和生产顺利进行。为确保高压水泵高效、稳定运行,应提前发现泵的故障进一步减少能源消耗。具体点检方法如下:
(1) 使用ET - VI1 振动仪进行振动频谱分析,通过时域波形和频谱图分析泵劣化趋势。
(2) 点检员每天手动测量水泵检测点的振动值,并在excel 表格中绘制月统计图,观察泵振动值变化趋势,预计高压水泵寿命。
几年的实践证明该方法是行之有效的。利用振动分析技术能及时准确地发现设备故障及隐患,给设备维修提供了可靠依据,是预防事故发生的有效措施。该方法降低了水泵事故率,减少了设备维修费用和能源消耗。
外部引入水为净环水,水质达到除鳞泵用水的要求(进口水压在0.25~0.30MPa),从外部引入水进入高位水箱,再经高压除鳞泵加压后,进入高压水管路系统。由于钢坯的材质、除鳞程度不同,钢坯除鳞所需要的用水量和压力也不一样,为了保证钢坯除鳞效果,采用变频器来调节除鳞水量和压力。
泵类:往复泵(活塞泵、柱塞泵和隔膜泵)、喷射泵、超高压大功率泵、高压清洗泵、试压泵、化肥系列泵、注水泵、除鳞泵、压裂泵、机动泵站(车)、喷雾泵、煤浆泵、油隔离泵、除灰泵、泥浆泵、计量泵、绸油泵、转子泵、螺杆泵、挤压泵、比例泵、桶泵、高压泵站、其它容积式泵
清洗设备:高压水射流设备、高压清洗机(车)、热水清洗机、小型清洗机、微型清洗机、机械零件清洗机、超声波清洗机、超高压水切割机、下水道清洗机、干冰清洗机、清罐机、专用清洗系统、真空吸尘清洗机、清扫车、水力除锈成套设备、真空车、水力破碎车、除标志线车、除胶车、喷涂机、喷砂机、液体喷砂机、大罐清洗设备、发动机及带电清洗、机器人清洗、加油泵与加油站;
水刀机床:超高压水切割机、水刀机床、超高压发生器;
相关产品:各种机械密封、高压密封、填料密封、泵系统用阀、控制阀、安全阀、高压软管、金属软管、变频器、柴油机、电机、减速机、液压启动电控柜、喷枪、喷涂喷枪、各种工业喷嘴、雾化喷嘴、真空软管、超高压硬管、压力表、真空压力表、压力传感器、各类清洗剂、缓蚀剂、防锈剂、涂料、钝化液、磷化液、脱漆剂等。