不同工況下水泵機組運行試驗分析

水泵機組在不同工況下運行的振動穩定性，是機組的機械因素、電氣因素和水力因素共同作用下的綜合穩定性能，試驗通過改變運行工況對水泵機組振動穩定性水平進行考察。

根據試驗裝置條件和試驗要求，華全水泵廠通過改變水泵出水流量，來調節水泵的運行工況，試驗中選取了大流量工況和小流量工況兩種運行工況進行水泵轉軸振動穩定性分析。

1、大流量工況

幅值分析主要是在大流量工況下水泵軸系不同部位振動幅.值變化的關係。從下圖1可以看出：在軸向分布的5個測點之間幅值變化量比較大，1、2測點處幅值小，4、5測點處幅值大，主要原因是由於水泵水導軸承採用的是橡膠軸承間隙較大，而上導軸承為傘形剛性軸承。

2、小流量工況

從圖2可以看出，在小流量工況下，各點的振動幅值相對大流量工況增加一點，根據水泵性能曲線可以知道，流量減小，相應地揚程就會增加，揚程增加了，華全管道泵的軸功率就會增加，此時振動幅值的變化大小反映機組振動的穩定性能。

從上面分析，通過這次的變工況運行試驗，反映了該水泵機組的振動穩定性能比較好。

3、小波包理論在水泵機組振動故障診斷中應用

水泵轉軸發生碰摩現象主要發生在啟動和運行過程中。在啟動過程中，由於水泵轉軸動燒度隨轉軸轉速平方增長，動平衡不良或啟動前存在原始彎曲超過機組預留的間隙，而發生碰摩。水泵機組運行過程中轉軸碰摩時，將引起機組不穩定的振動，出現周期性的旋轉振動。

利用小波包分解與重構理論可以提取全頻帶範圍的成份，它優於其它的信號分析方法。利用傳統的方法難於提取振動信號的某一頻率範圍內的特徵信息，而利用小波包分解與重構技術可以提取任意頻率段的信息成份，並能夠再現該頻率成份的振動特徵。

針對華全水泵機組啟動時振動、雜訊較大，懷疑有碰摩現象發生，利用小波包分解重構理論對水泵機組的啟動振動信號進行分析，通過提取振動信號的某一頻率段的特徵信號，對水泵轉軸的振動狀態進行分析。

文中採用的是daubl2小波包，該小波包具有廣義線性相位，可以不失真地重構原信號。在此選取的小波包分解層數為5層，信號經5層小波包分解後得到了32特徵信息，將2號和3號小波包所表示的頻率成份的信號進行重構，以再現該頻率成份的時域振動形式。

考慮到數據信息需要和現場實際條件兩方面，華全水泵廠在測量主軸振動和擺度時，在水封處使用四個電渦流位移感測器，布置的方向相互垂。在支架上布置三個壓電式加速度器。

6、測試結果分析

水泵機組的額定轉速75r/min,則其轉速頻率由此可知所測試的振動信號主要以低頻信號為主。本文主要是針對水泵在三種不同運行工況，分別對水泵轉軸的運行情況進行振動分析。現場通過調節水泵葉片角度來改變水泵的運行工況，分別是-16度工況、-8度工況、-2度工況。

可以直觀地看出，華全水泵在-16度工況運行時，大軸振動波形很不穩定，這與機組剛啟動未進入穩定有關；當進入-8度工況運行時，大軸振動波形以穩定的單一頻率為主，軸每轉一周出現一個峰值，說明大軸存在不平衡故障：當水泵進入-2度工況運行時，大軸振動信號的波形由於機組的負荷增大，波形出現一些不穩定。

針對水泵軸系碰摩故障信號為非穩態信號，利用小波包分解與重構理論可以提取任意頻率段的信息成份，並能夠再現該頻率成份的振動特徵的優越性，對碰摩故障信號進行了分析，並得到了碰摩故障的特徵信息。最後結合皂河泵站安全鑒定試驗，在華全管道泵不同運行工況下，利用所設計的振動監測診斷裝置對水泵的大軸振動狀況進行了分析，指出了水泵穩定運行工況，以及水泵機組可能出現的故障問題。

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