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关于水泵安装隔振措施的研究
作者:潘琦  发布时间:2017年7月3日 浏览:918 次

1 一般水泵安装现状简述

由于地铁行业的兴起与普及,地下地铁车站的规模也在不断地扩大,地铁车站水泵安装过程中的减震降噪是提高水泵安装工艺、减缓设备老化的关键措施,也是提高建筑室内环境的重要方面。传统的水泵安装减震降噪措施主要有加橡胶垫、弹簧减震器及减震平台三种。其中减震平台的使用对水泵减震降噪效果最好,然而主要用于商业楼宇工程或者其它特殊场合,鲜有将其应用于地下地铁车站的先例。

根据规范要求一般公共商业场所震动最低频率比(f/fo)应为3.0以上(中国工程建设标准化协会标准《水泵隔震技术规程》(CECS59:94)中第4.1.7条)。现以某工程实例为基础的水泵基本参数见表1:

1: 水泵参数表

设备名称

空调冷冻水泵

生产厂家

EBARA Corporation

 

150x100 CNJA 530

转速

1450转/分

 

716kg

功率

50kw

 

50m

流速

38.5 L/S

为便于叙述,本文相关水泵参数均参考表1相关数据。

2 设置水泵减震措施的必要性

水泵运行过程中震动的产生是无法避免的,伴随着现代建筑功能多样化和建筑规模的不断扩大,无论是空调水泵还是消防水泵,减震降噪要求也在相应的提高。

常见水泵震动的产生主要来自四个方面:一是水泵的自身制造工艺,主要包括叶轮和蜗壳的配合尺寸不精确,有细微摩擦、泵轴与电机轴不同心、转子不平衡等;二是水泵设计安装方式,主要包括泵的安装设计高度太高、设计选型气蚀裕度不足等;三是水泵安装工艺标准,主要包括固定螺栓没拧紧、水泵连接管路处固定不够造成开机时管路有较大的横向推动而使水泵有位移、泵及管路清洗不到位等;四是水泵正常老化或者使用过程中维保不力,造成水泵提前老化。

从以上分析可以看出,水泵震动产生的原因多种多样,施工时只能依据工程实际情况减小震动,而无法做到杜绝。

3 各类型减震措施的对比分析

一般工程项目中,除通过提高水泵设计标准、水泵安装质量验收标准及水泵运行保养力度来降低水泵震动以外,经常采取各种外置式水泵减震措施,以降低水泵震动对系统功能产生的危害。

3.1 橡胶减震垫的性能与特点

橡胶减震垫价格低廉,使用方便,但抗变形能力差,只能满足有一般隔震降噪要求的场合和水泵体积较小、重量较轻的情形。

3.2 弹簧减震器的性能与特点

弹簧减震器结构简单、造价较低,可满足对设备减震降噪有一般要求的场合;由于装置本身弹簧裸露在外,便于随时观察弹簧状态,可对需更换的弹簧提前处置,以避免弹簧锈蚀过度损坏时,造成水泵突然沉降导致设备损害及管路扯断等现象。

3.3 减震平台的性能与特点

减震平台在具备单纯的弹簧减震器的大部分优点之外,由于平台和水泵整体固定,大大提高了水泵惯性,减震降噪效果非常明显,尤其适用于高振低质量的一类设备。减震平台需要配合弹簧减震器一起使用,效果更佳,广泛应用于对减震降噪有特殊要求的场合。

综上所述,减震平台虽然成本较高,但是减震效果最佳。

4 减震平台选型计算与分析

4.1 减震平台选型计算

根据中国工程建设标准化协会标准《水泵隔震技术规程》(CECS59:94)中第4.4.3.4规定,减震平台重量为水泵机组重量的1.0—1.5倍,且平台高度为长度的1/10-1/8; 

实例中依据水泵外形参数对水泵减震平台尺寸进行计算,如下:

水泵重量(含钢架基座)m=716kg

减震平台M=716kg

减震平台填充混凝土密度ρ=2400kg/m3

减震平台高度参照规范取经验值h=250mm

减震平台投影面积s=716÷2400÷0.25=1.2m2

根据水泵基座长宽比例1141/490=2.3

根据厂家水泵基座特点,便于固定,结合水泵基座长宽比例,减震平台长宽尺寸确定为1700x600mm。

因此,减震平台最终尺寸确定为1700×600x250mm。

4.2 弹簧减震器选型与平台尺寸可用性验证

依据减震平台是水泵一倍计算,减振体系总重量M=1432kg

每台选用4只:M/6=358kg/只(即单只载荷)

减振器型号:弹簧减振器            

规格:PTM-DS2-1051M

设备干扰频率:f = n/60=24.2Hz

减震器压缩变形量δ=358/21=17 .01mm

减振器固有频率=3.8Hz

频率比λ= f/ f0=6.37

传递率 =0.0327

(η为传递率;D为阻尼比,D=0.065)

隔振效率T=(1-η)×100%=96.7%

隔声系数(衰减量)N=20lg(1/η)=29.7dB

根据以上计算可以得出结论,弹簧减震器选型和减震平台选型对水泵运行减震降噪起到了良好的效果,完全能满足规范要求。

5 减震平台制作


根据已有的计算结果,减震平台采用槽钢框架,框架内混凝土浇筑并预植钢筋。减震平台制作流程图见图1:

 

1:减震平台制作流程图

减震平台制作步骤如下:

1)根据计算结果和图纸选用C300x90x7mm的槽钢,并切割;

2)切割完成的槽钢末端两翼45°角切割,并打磨,便于槽钢焊接对接;

3)对已倒角并打磨的槽钢进行焊接,焊接完成后注意打磨焊缝,确保焊缝平整,且框架整体各面无坡度和不平整;

4)主体框架完成后在框架短边一侧中间焊接U型起吊挂环,U型钢采用Φ16mm钢筋制成,并穿过槽钢紧靠槽钢边缘,详见图2:  

 

2减震平台框架示意图

5)在框架侧面焊接弹簧减震器支撑挂耳,挂耳距框架边角100mm,挂耳在槽钢边框的高度根据已选型弹簧减震器高度和弹簧变形量确定,确保减震平台安装后,平台距地面设备基础50mm。

6)主体槽钢框架焊接完成后,选用Φ6mm螺纹钢筋,按照平台框架尺寸切割,框架内焊接两层钢筋网,每层距框架边缘50mm,钢筋网纵横直角交错,间距200mm。

7)框架内置钢筋焊接完成后,将框架平放在合适的平整地面,在地面框架之间用平整模板分开,准备就绪后开始混凝土浇筑,混凝土浇筑过程中要注意混凝土均匀填充,避免出现空鼓,浇筑完成后要确保上表面光滑平整。

8)浇筑完成后,定期对平台洒水保养,一周后开始修复减震平台钢铁框架并打磨混凝土面层保证水平度。

6 减震平台安装

减震平台制作完成后,将平台运输至设备基础,用手拉葫芦配合安装弹簧减震器。减震平台制作完成后,安装过程并不复杂,但是减震平台下方设备基础必须要打磨水平,确保平台安装水平无坡度。弹簧减震器采用Φ12mm热镀锌膨胀螺栓固定于设备上。平台和弹簧减震器安装完成后开始水泵安装,水泵钢架底座采用Φ12mm的膨胀螺栓与减震平台固定连接。水泵及水泵减震平台等安装完成后用防锈漆和银粉漆修复平台制作及水泵安装过程中对减震平台产生的损伤,以达到外形美观的效果。

7 效益分析

现场水泵采用减震平台安装,有效提升了现场施工的规范性和专业性,经过前文计算对比分析可以看出,水泵采用减震平台安装后,设备频率比比规范要求高出1倍,隔振效率达到96.7%,比本地项目规范要求高出16%,使水泵在减震降噪方面的安装质量大幅提高。水泵减震平台在地铁车站的推广使用可以有效解决人们对自身周围建筑环境逐渐提出的更高标准和要求,并为减震平台的安装使用和水泵的安装提供可靠的借鉴依据。

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