对于新的或改进的泵装置来说，共振可能是一个严重的问题。在购买之前，最好通过适当的工程设计、建模、合同/采购订单条款、监督和调试来避免泵的共振问题，以最大限度地降低接受昂贵且不可靠机器的风险。新的或改进的泵和驱动机可能会产生激发系统的固有频率的工作频率，造成不可接受的高振动，从而延迟调试、超出允许的工作极限、缩短使用寿命并降低可靠性。

机器的固有频率是指机器在受到处于或接近固有频率的循环力激励时，机器倾向于振动的频率。当出现这种情况时，来自输入力的能量不会被消散，而是会被放大，从而产生共振情况。换句话说，一个在固有频率下很小的泵振动幅度会被放大到一个严重的、不可接受的幅度。系统的有效质量和刚度决定了固有频率，而这两者在安装后都很难改变，而且成本很高。这里的系统是指驱动机、泵、轴承、附属管道、底座和基础。

所有的泵都容易产生共振，但应特别注意变速泵。正如预期的那样，变速泵具有更大的激发固有频率的几会，因为激振频率会根据流程需求随泵转速变化。因此，必须考虑多个和重叠的频带，而不是避免几个离散的固定频率。这就是建模可以派上用场的地方。它允许用户评估多种设计方案、阻尼选项和速度范围。将泵从定速驱动升级为变速驱动，很容易将泵置于以前不存在的共振状态。

预防

第一步是确保在发电和其它流程应用的合同或采购订单中解决固有频率问题。根据系统供应商、采购价值、关键性、规模和复杂性的不同，下面的固有频率合同条款示例可能过于具体，也可能过于模糊。当然，合同中还应包括其它技术方面的内容，如振动限值、性能等。

供应商将保证所安装的驱动机/泵系统的工作频率不在驱动机/泵系统任何固有频率的±20%范围以内。工作频率是指但不限于轴转速、叶片通过、齿轮啮合、电气等。系统是指但不限于驱动机、泵、轴承、联轴器、附属管道、支架、底座、基础、附属梯子/平台、仪表和电源导管。供应商将在指定的采购停工待检点提供设计、工程、建模数据、计算和说明，供买方或买方指定的第三方审查。固有频率将在安装后由独立承包商使用可接受的模态分析测试进行识别和测量。如果发现固有频率在工作频率的±20%范围以内，供应商将立即开始进行根本原因分析，在 xx 天内提出纠正计划，并在 xx 天内提出工程解决方案。

即使使用了适当的条款规定并进行了技术上的尽职调查，仍有可能发生意想不到的共振。应激励所有相关方积极寻找解决方案。

那么，谁是相关的责任方呢？在安装了许多系统的大型工厂建设项目中，工程设计、采购和施工（EPC）公司应根据合同条款承担责任。然而，他们对潜在共振问题的关注不太可能成为该项目总体方案的高度优先事项。工程总承包公司通常会在其供应商的采购规范中规定相关要求。对于新的单一系统的安装，供应商应对所安装的系统负责。当涉及多个供应商时，例如，驱动机/泵由一个供应商提供，而基础由另一个供应商提供，则应确保两个供应商都要承担责任，并在合同中规定双方必须交换数据/信息。这种情况下，买方可以聘请第三方顾问进行监督。另一种常见的情况是用不同的设计替换现有的驱动机或泵，如果不要求供应商对现有系统和基础/支撑进行评估，这可能会导致问题。

图2：测试结果

案例研究 1

作为新工厂建设项目的一部分，安装了两台新的2,682 hp、448 rpm、92,600 gpm的立式循环水泵（见图 1）。其中一台泵运行平稳，而另一台泵在1x 运行速度下的峰值振动为28 mils。测试表明，平稳泵的固有频率比运行速度高出17%，而峰值振动为28 mils泵的固有频率比运行速度仅高出8 %（见图 2）。两种固有频率的放大系数都非常高。28 mils的振动超过了合同规定的允许限值和固有频率标准。在这种情况下，工程总承包商和供应商根据合同条款积极调整固有频率，最终问题得以解决。

图3：导致共振的新电机底座适配器（转接零件）

案例研究 2

购买了一台新的5,500 hp、3,581 rpm的泵电机，以取代一台框架较大的20世纪60年代的老式电机。由于新电机的框架更小，效率更高，因此制作了一个适配器，将新电机安装到旧底座上。由于共振，电机振动很大（见图 3）。购买协议中没有固有频率要求，但经过长时间的测试和培训，供应商在保修期内提供了一个新的适配器（见图 4）。针对共振特定的合同条款和设计监督本可以避免这一问题。

图4：为新电机提供了一个新的底座适配器

结论

 

适当的合同/采购订单条款、工程设计、建模、监督和调试是将共振问题风险降至最低的良好保障。如果内部专业知识有限，则可根据具体项目的情况，考虑聘请第三方顾问进行监督。规划和远见需要付出努力，但最终会得到回报。