Page 42 - 2021年第52卷第9期

额外激振力。Hodkiewicz 等 ［10］ 针对双吸离心泵泵站开展了现场振动测试工作。结果表明，0.6 倍额定
流量下的水泵振动幅值可增大到额定流量下对应幅值的 2 倍，小流量工况是引起泵机组运行不稳定的
主要原因。丁光等 ［11］ 研究了泵站机组和泵房振动特征，发现泵房振动受水力因素影响明显，压力脉
动主频为叶频及其倍频。Yao 等 ［12］ 通过试验发现，泵在小流量运行时会出现低于转频的低频压力脉
动，有时甚至会在管道系统中引起共振。Adamkowski 等 ［13］ 发现泵轴固有频率与转动频率一致引起的
共振导致泵轴严重断裂。
由于水泵启动过程遍历了所有小流量工况，可以推断水泵启动开阀过程与泵站系统运行稳定密
切相关。傅里叶变换方法常被用于泵站振动信号的分析 ［14-15］ ，但对于大型双吸离心泵机组，水泵启动
工况阀门从全闭到全开需要经历几十秒甚至几百秒的时间，压力脉动幅值具有显著的瞬态特征，在

将压力脉动信号从时域变换到频域时，传统快速傅里叶变换无法体现信号的瞬变特性，需要采用时-
频联合分析方法（时频分析）。时频分析常用的方法包括短时傅里叶变换方法（STFT）、连续小波变换
方法（CWT）、Wigner-Ville 变换方法（WVT）和希尔伯特黄变换（HHT）等。其中，连续小波变换分析方
法基函数丰富，形式简单，应用起来更为灵活方便，适用于强瞬态特征信号的分析，在水力机械领
域被广泛采用。
目前，对水泵压力脉动规律的认知主要来源于水泵模型测试台试验，且以稳态运行测试工况为
主。为了研究泵站现场复杂运行条件下的压力脉动特性及其对泵站系统影响，本文针对某双吸离心泵
供水泵站开展稳态工况和启动工况的现场试验，并对该泵站压力脉动与振动的测试结果进行分析讨论。

2 试验方案

2.1 试验对象 试验对象为某双吸离心泵供水泵站，为干室型泵房。重点关注双吸离心泵泵体、
上下游管路和水泵出水侧泵房楼板的振动特性，水泵机组布置如图 1 所示，水泵主要参数见表 1。
水泵进水管直径 1.60 m，通过偏心异径管与水泵进口相连。水泵出口通过一扩散段和蝶阀相连，蝶

（1） 进水管；（2） 进口蝶阀；（3） 异径管；（4） 双吸离心泵；（5） 出口扩散管；
（6） 出口蝶阀；（7） 出水管；（8） 泵房楼板；（9） 泵基础；（10） 联轴器；（11） 电机
图 1 测试泵及泵房布置
表 1 测试水泵的特征参数
水力参数 变量 单位 数值 结构参数 变量 单位 数值
额定流量 Q n m /s 3.75 叶片数 Z 6
3
额定扬程 H n m 53.2 叶轮进口直径 d 1 mm 490
额定功率 P n kW 2600 叶轮出口直径 d 2 mm 1155
转速 n d r/min 590 叶轮出口宽度 b mm 240
效率 η % 83 水泵进口直径 d 3 mm 1000
比转速 n s 150 水泵出口直径 d 4 mm 900

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