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水泵振动和噪声的解决方法

北极星环境监测网  来源:《基层建设》  作者:张云鹏  2019/12/12 15:28:52  我要投稿  

北极星环境监测网讯:摘要:目前我国水泵的使用数量非常大,同时使用范围也非常广。其被广泛运用到冶金采矿、船舶工业、核电、火力发电、石油化工、动力工业、农田灌溉等各个领域。在使用水泵的过程中,种种原因会导致水泵产生振动和噪声,给周围环境和人群造成危害,因此有效减少和减轻水泵振动和噪声有着非常积极的重要意义。在实际的工作中,要结合水泵产生振动和噪声的具体原因,具体问题具体分析,制定行之有效的降噪措施,有效规避水泵振动和噪声带来的一系列问题。

1水泵产生振动和噪声的原因

当前,我国共有50余万座大中小型灌排泵站,给我国的农业生产带来了极大的便利。但受到各种因素的影响,在实际工作过程中,大部分的水泵出现了不同程度的振动现象,并且伴随较为剧烈的噪声,不但给设备的安全稳定运行带来一定影响,也对泵站工作人员的人身安全及身体健康造成很大威胁。水泵噪声即水泵设备在运转过程中发出的间歇性或无规律的声振动,其形成原因比较复杂,主要包括:压力脉动引起的噪音、基础或轴承滑动声音、汽蚀引发的噪音、泵壳和水摩擦引发的声音、冲击发出的噪声,其中,由汽蚀、冲击或压力脉动引起的噪声往往还伴随一定的振动。在水泵设计过程中,对于汽蚀、冲击等引起的噪声和振动,采取相应的设计优化方法,通常能够有效控制。对于压力脉动等其他原因导致的噪声,采取一定的控制措施后也可有效处理。

2水泵振动和噪声的解决方法

2.1压力脉动的解决方法

压力脉动即因水泵叶轮外缘经过泵壳隔舌而引起的周期性压力波动,一般来说,在设计达标的情况下,离心泵的压力脉动变化值会保持在设计点扬程的5%~8%。与此同时,水流经过混流泵及轴流泵导叶时,也会在叶轮叶片处引起压力脉动,只是其扬程很低,一般产生的压力脉动不会对水泵运行造成严重影响。然而,对于离心泵尤其是扬程较高的离心泵来说,水泵本体产生的压力脉动往往可以传导至输水管道,从而引起一定的管道噪声。所以在水泵总扬程较高的情况下,压力脉动经常引发很多的问题,故应当引起重视,对其进行必要的研究,制定相应的预防措施。下面主要阐述如何优化对水泵的设计,从而有效减轻水泵的压力脉动。水泵产生的压力波动主要是正弦波,因此为有效减小水泵的压力脉动,可以使泵壳隔舌与叶轮叶片间成倾斜相交、正弦波相位错开叶轮、加宽泵壳隔舌与叶片之间的距离等多种方法,减小水泵压力脉动。(1)隔舌与叶片倾斜相交法。一般而言,双吸离心泵的叶轮叶片出口与泵轴是相互平行的,这种情况下叶轮叶片通过隔舌时会对水流作线切割,因此会引起比较强烈的压力脉动。倾斜相交法通过把叶轮叶片的外缘改变为倾斜状,确保叶片通过隔舌时不再对水流作线切割,而是按点切割水流,以此来有效减轻压力脉动。在该方法中,可以将叶轮外缘做成倾斜的,也可以将隔舌做成倾斜的。(2)在设计叶轮时,错开相位。在对双吸离心泵进行设计时,可让左右两侧的叶轮保持半个间距的相位差,这样就能用一侧的压力脉动去抵消另一侧的压力脉动,以此起到减轻压力脉动的作用。(3)加宽间隙法。加宽泵壳隔舌与叶轮叶片外缘的间隙,可以最大限度地减轻压力脉动。在实际运行过程中,间隙变大会导致水泵效率降低,所以该种方法的使用率不高,使用率较高的方法为倾斜相交法和错开相位叶轮法。

2.2汽蚀振动及噪声的解决方法

水泵运行过程中,叶轮叶片在进口处可能产生汽蚀现象,当气泡随水流进入高压区后,压力迅速增大,会使气泡发生破裂。在这一过程当中,无论是气泡的发展、形成还是破灭,都会引起周遭水流压力的急剧变化,从而产生振动和噪声。根据水泵设计结构及规格的不同,噪声及振动的严重程度也会有所不同。在设计水泵的时候,一般是按照不发生汽蚀的情况来进行研究的,故水泵在正常情况下是不会发生汽蚀的。但在实际使用过程中,水泵受运行工作点偏离、流体性质差异等因素的影响,是很难彻底消灭汽蚀的。当发现水泵有汽蚀症状时,需要采取以下做法:扩充吸水管内径,尽量降低吸上扬程,有效减小吸水管路损失;严格控制水泵运行范围,尽量使工作点保持在不会引起汽蚀的范围以内;设法减小水泵高程等。此外,在水泵设计生产过程中,要尽可能采用具有一定抗汽蚀能力的新型材料。

2.3基础振动的解决方法

一般而言,在安装水泵及电机时宜选择大型基础,这样可以将泵组产生的绝大多数加振力传导到基础上。理论上,基础振动与设备质量成反比,只要基础足够大,就能将水泵和基础振动都控制在较小范围内。如果基础不够大,而振动非常大的时候,就会在周围产生较大噪声。因此,考虑到泵房建筑物承受能力,要采取有效措施予以消除。为有效减少振动造成的基础、设备破坏,在设计泵站时要采取下列措施:对进出水管与泵体使用柔性接头或者限位伸缩接头连接;墙体与管道接触部位使用弹性支撑,穿墙的管道使用弹性垫层;将水泥基础挖低,基础与水泵基座采用减振器进行连接;最好选择噪声低的电机;在有可能会出现噪声的管道上安装蓄能罐、管式消音器或者旁侧支管。

2.4泵站噪声的解决方法

在设计过程中,为有效减少泵站噪声,需要首先弄明白产生噪声的部位,在最大限度地减少设备噪声情况下,综合研究泵站产生噪声的原因,根据研究情况制定行之有效的降噪方案。一是在泵站中噪声可能超过规定值的地方,采用以下措施防止噪声出现:重新对泵站总体的布局进行全面研究,采取拉开距离的方法有效降低噪声;在泵站室内使用吸音材料进行施工;尽量增加墙壁的厚度;泵站的窗户使用双层窗、玻璃窗或者不透气窗;在需要的地方增设双层隔音板,还可以根据具体情况安装消音器。二是在有可能通过固体传输噪声的地方,应当采用下列措施:把水泵的基础制作成防振底板;尽量选用低压力的脉动水泵;将水泵地面和基础做成独立并且绝缘的;泵站的外墙面可以选择安装具有防振效果的隔声护墙板。三是在容易因微小振动产生噪声的地方,可采用安装隔音防振护墙板的方式,最大限度地隔绝由于外墙面壁发生振动而引发的噪声,有效减少噪声的产生。与此同时,在泵房以外放置的冷却塔、设备等要选择低噪声式,同时尽量安装隔音屛板;可以改换变压器放置的场所,并使用隔音屛板进行隔离;最好也在清污机上安装隔音屛板,采取以上措施可以有效降低噪声。

3结语

水泵是使用非常广泛的机械,其振动噪声引发的干扰问题越来越受到人们的关注。水泵在工作时会产生间歇的、不规则的、随机的、连续的噪声,该噪声具有声波长、衰减慢、衍射波可绕过障碍物等特点。尤其是高层建筑设备侧的水泵振动会对相邻楼层造成重大影响,假如不进行规范治理,会对相邻楼层造成一定程度的损害。


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