必须了解的【水泵噪音解决方案】


      首先我们先了解一下水泵系统如何设计才能减振降噪

水泵橡胶接头
泵房水泵系统减振设计图

      泵房整套设施产生的噪声主要为机械噪声,目前声学原理上治理噪声的方法较常使用的是控制噪声的传播途径,主要有隔声、吸声、消声等。隔声是利用隔声结构将声源与受声点隔开;吸声是利用吸声结构或吸声材料降低噪声;消声是利用阻抗、抗性、多孔扩散等原理,降低噪声量值。
      噪声控制措施应根据声学原理,尽量充分利用场地环境和条件。如:

水泵减振用橡胶接头图

1,根据泵房环境,将声源封闭不严密的泵房进行隔音处理,将泵房产生噪声的房间采取吸声/隔声处理,门窗也要做隔音处理等。


 

2,控制机器设备和设备零件产生的噪声。新建泵房水泵基础宜采用重量大的,防止振动产生噪声。并且应该配备橡胶隔离垫隔离,以减少振动噪声;每个泵单元设置单独的基础以防止共振。在水泵吸力和水压管道中尽可能使用柔性橡胶接头。定期检修,发生问题如盘根漏水、设备零件松动,设备零件磨损严重、机械振动等应及时维修,从而减少噪声。


 

3.由于泵的制造商和类型不同,工作原理和结构也不同,因此现场调查和分析噪声源对泵房隔音降噪方案的设计和材料的选择非常重要。

      伴随着社会经济发展的发展趋势和发展,高层建筑和商业建筑早已变成城市建筑的行为主体,二次供水客户日渐增加。这种工程建筑别墅地下室的绝大多数机器设备间都配有二次供水污水处理厂,以处理供电难题。当水泵运转时,会引起附近的地面振动,并以波的形式传播到周围结构中,造成不同程度的环境振动危害。

1.水泵系统振动产生的危害

      (一).泵阀、管道系统和仪器失效引起的振动,会对泵阀、管道系统和仪器造成结构损坏。

      (二).噪声泵在建筑结构中的作而产生的振动,通常传送到基础、楼板、墙体或邻近结构,造成结构振动,并沿建筑结构以弹性波形的形式沿建筑结构传送到其他房间,使邻近空气振动并向周围地区辐射声波,常常造成建筑结构内各楼层的严重振动和噪声。

      (三).研究表明噪声对人体的危害,长期承受振动和噪声影响会引起注意力不集中、头晕、脸色苍白及恶心呕吐,某些振动级别和频率还可能对人体脏器造成永久性损害。

2.结构特点及减振降噪原理

      泵机组振动系统由振源、传动路线和受体三部分组成。泵站的振动源是水泵设备,水泵设备通过使用橡胶接头(橡胶软接头)、橡胶隔振器、水泵软接头(柔性橡胶接头)、风机软接头和弹簧吊架-减震器来实现减振效果。目前水泵软连接的阻尼效果最好。
      华威牌经纬线可取挠橡胶接头,使用天然橡胶、氯丁复合橡胶,可以过水、蒸汽、弱酸碱等介质,杜绝球体冒汗现象,使用寿命延长,产品生命周期为5—10年。橡胶原材料、辅料均为国内外知名品牌,球体无异味,耐老化程度是工程橡胶接头球体的5倍。使用先进的自动成型机成型,缠绕为实心缠绕法,耐高压,试验压力达50公斤,抗横向拉力是手工成型的3倍。DN600橡胶接头利用了橡胶的弹性、耐候性、高气密性、耐化学腐蚀和耐辐射性等特点,采用高强度、冷热稳定性强的聚酯帘子布斜交与之复合后,经过高压、球体采用日本进口高精度模具硫化而成,橡胶表面细腻,光滑,品质看得见。内径标准化,例如:DN200内径为200MM,无惧对方安装大口径配对法兰。覆盖于化工、建筑、给水、排水、石油、食品、机械、冷冻、卫生、水暖、消防、环保、海岸、电力等基础工程,特别适用于震动较大、冷热变化频繁的管道。电机运行产生的噪声和气体/液体在运输过程中产生的气动噪声称为空气噪声,其峰值主要集中在100~450hz的低频段。该声源在泵房正常运行时属于稳态噪声。管道噪声是管道内水流产生的噪声。另外,水泵的气蚀现象及停泵水锤现象也能够产生瞬时噪声。给水管道产生的噪声受流量和压力的影响。噪声对周围环境的污染。


       电机产生的低频振动沿建筑结构传递,电机产生的低频振动沿建筑结构传递。震动传递最高可达30层。此类噪声级峰值主要集中在低倍频带,大约在100-450Hz的范围内。所以需要针对低频震动对水泵及管路进行减震隔声技术设计,采取减震隔声处理。从我们的实践得出,针对此类低频震动需要以多级隔振技术设计来隔断不同频率的震动传递。从而实现减震降噪的目标。

       绝大多数机电产品运行过程中都会产生噪音,这是正常的附加产物,但是噪音也有合理的限定范围,任何超出范围的噪音归根结底都会是这两个原因,一个是设备制造不合格,噪音超标,二是设备运行不正常。水泵也不例外,本篇内容主要介绍水泵运行过程中噪音异常的问题排查和处理方法。让您遇到问题时,胸有成竹,当然还需要结合实际工况,多多实践。
水泵噪音来源的几个主要方面:
1、泵头噪音
     泵头运转过程中,叶轮与泵壳之间的水摩擦声是正常噪音,并且此噪音会随泵的流量扬程参数变大而加大。
     但泵头部位有可能出现异常噪音:

2、摩擦原因
     若水泵正常运行时,泵头有尖锐金属摩擦声,水泵断电后,移除电机风扇罩,手动盘车,出现某特定角度阻力变大,伴随摩擦噪音,其余角度阻力正常,且无噪音。
     可判断为泵体内有硬摩擦
     摩擦原因一般为以下两种情况:
     1. 异物进入,可能是运行过程中,由水泵吸入口进入管道焊渣或铁屑,也可能是施工过程中,由水泵出口调入螺母垫片类物体。处理方法需要打开水泵清除异物。
     2.水泵叶轮安装不良,这种情况多出于第一次起泵或泵头拆装维护之后,需要开启泵头后,重新安装定位。
     两种故障无论哪种,都需视磨损情况看是否需要更换部件。

3.汽蚀原因
      若水泵正常运行时,泵头有噼里啪啦爆豆的声音,可使泵入口阀门全开状态下,尝试调节泵出口阀门,阀门开大则声音变大,阀门关小则声音变小,关到某特定角度或全关后,异常噪音消失,则可判断为水泵汽蚀。
      汽蚀原因有很多种:
      1.系统设计问题,多出现在第一次启泵调试时,主要与入口水温,入口压力两个因素有关,降低水温或提升水泵入口压力都可解决此异常,或更换汽蚀余量低的水泵也可解决。
      2.水泵入口过滤器堵塞,多见为长期运行正常,对水泵阀门等未作调节,突然发现此异常,应是系统长期运行,水泵入口过滤器积累杂质,导致堵塞,打开并清洗过滤器可解决此异常。
      3.运行流量偏大,水泵的汽蚀余量会随流量增加而增加,若水泵在设计工况点运行时,汽蚀余量尚可满足,工况点右移时,汽蚀余量上升,系统无法满足,也会出现汽蚀,可使用各种仪表确定水泵工况点,关小水泵出口阀门,恢复至设计工况点。
 
4.电机噪音
      电机运转噪音通常是电机散热风扇的气流噪音,此噪音远大于电机转子轴承摩擦噪音。
      但电机部位也有可能出现异常噪音:
      1)散热风扇与风扇罩可能出现摩擦,若移除风扇罩后噪音消失,则判定为此异常,检查并调整风扇叶或风扇罩,可解决此异常。
      2)电机转子轴承出现故障,若移除风扇罩,单独对电机盘车,全角度阻力异常,则可判定为轴承故障。多有两种可能,一是因进水导致轴承生锈,二是因电机生热异常,轴承油脂,需要更换电机轴承才可解决此异响。
 
5.变频器与电功率不协噪音
      此噪音表现为电机主体部位尖锐啸叫,电源回路必有变频器参与,噪音出现原因为变频器载波频率(开关频率)与电机不兼容,并非电机或变频器的质量问题。
      若现场调整电路,或更换变频器,或改为直接启动/星角接启动后,噪音消失。则可判定为此类噪音。
      可尝试查阅变频器手册,调整变频器设置中的载波频率(开关频率),调整后可降低或消除噪音。
 
6.联轴节运转噪音
      带有弹性联轴节的水泵,若运转过程中,联轴节部位发出周期性异响,并伴随肉眼可见的橡胶粉末脱落,则可判定为联轴节噪音,多数是因为泵轴与电机轴对中不良产生,需要停机后重新调整轴对中。
      水泵运行问题大多都会以噪音异常表现出来,根据噪音特点,准确而有效地找到问题原因,可以更快的完成水泵检修,节省时间。

 
7.一些系统下,水泵做功不足,可通过流量计、压力表、电流表等部件观测到水泵做功不足,实际运行无法达到设计参数,出现这一状况,通常有如下可能:
1、 水泵反转
      此问题只会发生在三相电机上,对于单相电机不存在反转的可能。可根据水泵标识,检查电机风扇叶转向情况,若确实反转,可调整电机电源线任意两相相序,这里需要注意,配有变频器的电机只能调整变频器与电机之间的线序,变频器的电源线序不会影响电机转向。
2、水泵汽蚀
     水泵汽蚀会导致性能曲线衰减,工况点偏移,流量扬程都无法达到预设。不过汽蚀问题更容易被噪音异常所发现,所以问题原因和处理方法在噪音篇中已做说明,这里不再赘述。
3、泵体内有气
     泵体内有气未排净,剩余气体在压缩后,以高压状态停留在泵体顶端,影响流道,损失水泵性能,可通过打开泵体排气阀,观测是否有气体排出来检查此问题,彻底排净气体后,开启水泵,故障消失。

8、水泵阀门开度不正确
      若水泵进出口的阀门开度不合适,或者入口过滤器堵塞严重,则水泵运行工况点会发生偏移,判断此异常,需依靠系统上安装位置正确的流量计、压力表,可用实际工况点比对水泵曲线及设计工况点,调整阀门开度使双工况点重合。
      若系统未安装流量计、压力表,或安装表位不对则需要使用电机电流来估算水泵运行工况。可通过控制柜的电流表,或使用掐表测量电机电流。基于电机效率、功率因数计算轴功率,比对水泵曲线图中的轴功率曲线,判定工况点,作为调整阀门的依据。

9、水泵运行频率不足
     通过变频器控制的水泵,不论是有传感器接入的自控方式,还是手动调速的方式,若设置不当,水泵运行转速过低,则可能出现无法满足系统需求的情况,此时需检查变频器频率,适当升频,通过上述的仪表观测或电流-轴功率估算评估来确定水泵运行状态。

除了设计原因没有加装减振系统如橡胶接头,减震垫或以上几点都无法解决水泵出力不足的问题,那么问题原因可能出现在泵体内部,例如叶轮尺寸不对、叶轮汽蚀损伤严重、口环磨损严重等等,需要水泵专业人员开泵检查。
 

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