陳樹(shù)峰 朱如剛

(中國(guó)化工滄州大化TDI有限責(zé)任公司,河北滄州 061000)

0 引 言

我公司水汽車(chē)間有兩臺(tái)鍋爐給水泵,一開(kāi)一備,擔(dān)負(fù)著向兩臺(tái)鍋爐供水的任務(wù),其工作狀況的好壞將直接影響鍋爐的安全穩(wěn)定運(yùn)行。該離心泵為九級(jí)離心泵,兩端采用滑動(dòng)軸承,軸向力有設(shè)在末級(jí)葉輪后平衡室內(nèi)的平衡裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)平衡,軸封采用填料密封。在該泵以往的運(yùn)行中,多次發(fā)生平衡裝置損壞的情況,平衡裝置的損壞,直接影響了泵的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,該泵的最短運(yùn)行周期為20天左右,并且增加了檢修工作量和檢修費(fèi)用。該泵的主要性能參數(shù)件表1。

在檢修過(guò)程中發(fā)現(xiàn),平衡裝置損壞主要表現(xiàn)為動(dòng)靜盤(pán)之間發(fā)生了接觸面磨損,轉(zhuǎn)子向進(jìn)水側(cè)位移,導(dǎo)致葉輪與導(dǎo)葉對(duì)中被破壞,泵振動(dòng)增大、性能下降,葉輪密封環(huán)和導(dǎo)葉密封環(huán)摩損,間隙增大,各級(jí)間的泄露量增大,使電機(jī)電流增大,泵效率下降。嚴(yán)重時(shí)平衡裝置磨損量超過(guò)聯(lián)軸器間隙時(shí),將對(duì)電機(jī)產(chǎn)生巨大推力損壞電機(jī)軸承。泵體內(nèi)葉輪與導(dǎo)葉密封環(huán)、泵體摩擦,電機(jī)電流劇烈擺動(dòng),泵將被嚴(yán)重?fù)p壞。

表1 鍋爐給水泵主要性能參數(shù)

1 平衡裝置工作原理

對(duì)于該類(lèi)DG泵,采用了平衡盤(pán)裝置平衡軸向力(如圖1所示)。它是由平衡盤(pán)、平衡環(huán)、出水段及尾蓋共同組成平衡系統(tǒng)。平衡盤(pán)將出水段與尾蓋之間空腔間隔為平衡室A和平衡室B。B室上方的出水段上開(kāi)有小孔,用管路與泵的進(jìn)口相通,使B室內(nèi)的壓力接近泵的進(jìn)口壓力。平衡盤(pán)的直徑略大于葉輪進(jìn)口直徑,這樣從末級(jí)葉輪出來(lái)的高壓液體流經(jīng)間隙b0至平衡室A,其作用在平衡盤(pán)的平衡壓力便略大于平衡盤(pán)背部壓力和軸向力之和,平衡盤(pán)隨整個(gè)轉(zhuǎn)子向右移動(dòng)并產(chǎn)生軸向間隙b,隨著間隙b的增大,高壓液體由此間隙流到B室就越多,B室壓力逐漸升高,A室壓力逐漸降低,移到一定距離后便達(dá)到平衡。相反,平衡壓力小于背部壓力和軸向力之和,則平衡盤(pán)隨轉(zhuǎn)子向左移動(dòng),軸向間隙b減小,減少了高壓液體流經(jīng)此間隙的泄漏量,隨間隙的減小,逐漸提高平衡壓力,平衡盤(pán)移到一定距離后達(dá)到了平衡,就這樣平衡盤(pán)隨著AB兩室的壓力變化自動(dòng)改變平衡盤(pán)的位置,使泵的軸向力自動(dòng)得到平衡。平衡盤(pán)的平衡狀態(tài)是動(dòng)態(tài)的,轉(zhuǎn)子在平衡位置前后作軸向衰減脈動(dòng),水泵工作時(shí)密封面之間有0.1～0.2mm的平衡間隙(水膜厚度)。

圖1 平衡盤(pán)裝置示意圖

2 平衡裝置損壞的原因分析及解決方法

通過(guò)查閱資料,調(diào)查其他廠家平衡裝置損壞的故障,針對(duì)我單位DG泵平衡裝置損壞較頻繁現(xiàn)象,對(duì)泵平衡裝置進(jìn)行了改進(jìn),同時(shí)總結(jié)泵檢修中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng),嚴(yán)格控制相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。

2.1 適量增大出水段平衡孔的流通面積

平衡盤(pán)處于平衡狀態(tài)時(shí),平衡壓力接近軸向力和背部壓力之和,擴(kuò)孔后背部壓力降低,按照泵自動(dòng)調(diào)節(jié)軸向力的原理,動(dòng)靜盤(pán)的運(yùn)行間隙會(huì)適量增大,這樣提高了防止平衡盤(pán)磨損的可靠性。我單位DG泵將原設(shè)計(jì)孔φ16mm擴(kuò)至φ22mm,實(shí)施后,通過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行監(jiān)測(cè),效果良好,從原來(lái)一個(gè)月的運(yùn)行周期到改造后的六個(gè)月安全運(yùn)行,大大提高了泵的運(yùn)轉(zhuǎn)周期。

2.2 對(duì)葉輪與導(dǎo)葉的軸向?qū)χ兄匾暡粔?/h3>

當(dāng)葉輪與導(dǎo)葉對(duì)中不好時(shí),葉輪出口流體受阻產(chǎn)生渦流,同時(shí)余下各級(jí)葉輪與導(dǎo)葉對(duì)中也不好,引起軸向推力累計(jì)增大,若達(dá)到一定程度超過(guò)了平衡裝置的平衡能力時(shí)將引起密封面間隙減小直至干磨損。為此,每次泵的檢修都要重視葉輪與導(dǎo)葉的軸向?qū)χ?要求測(cè)量泵總的串量A,工作串量B,調(diào)整B=A/ 2+(0.1mm～0.2mm),此處,留出0.1mm～0.2mm的平衡盤(pán)間隙非常重要。

2.3 平衡盤(pán)與平衡環(huán)瓢偏過(guò)大

在檢修中要注意檢測(cè)平衡盤(pán)和平衡環(huán)是否瓢偏,保證密封面平行沒(méi)有偏斜現(xiàn)象,泵軸中心線與密封面的垂直度偏差不超過(guò)0.05mm否則平衡室A建立不了足夠壓力而無(wú)法平衡軸向力,同樣可引起平衡裝置的損壞,在檢修中可用百分表固定在軸上,表針垂直作用在平衡環(huán)接觸面上,泵軸旋轉(zhuǎn)一周,檢測(cè)泵軸與平衡環(huán)的垂直度,在保證裝配精度的同時(shí)可通過(guò)平衡環(huán)固定螺栓及泵體螺栓進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

2.4 對(duì)轉(zhuǎn)子與殼體同心度調(diào)整重視不足

轉(zhuǎn)子與殼體同心度如果不好,將造成動(dòng)盤(pán)輪轂與均衡套間隙不均,降低平衡裝置的工作效果,甚至導(dǎo)致葉輪與葉輪密封環(huán)相互摩擦引起振動(dòng)。同時(shí)由于兩側(cè)軸承托起軸的高度不一致,會(huì)引起平衡盤(pán)偏斜,造成動(dòng)靜盤(pán)偏斜,加速平衡盤(pán)的磨損,因此檢修中注意軸的徑向?qū)χ幸卜浅Ｖ匾?/p>

2.5 更換平衡盤(pán)材質(zhì),提高使用性能

我廠DG泵平衡盤(pán)材質(zhì)為灰鑄鐵,其損壞狀態(tài)主要是動(dòng)靜盤(pán)密封面失效,造成A室無(wú)法建立足夠的平衡壓力,同時(shí)B室壓力升高,破壞了泵平衡。而密封面的失效主要是由于高壓液體不斷地沖刷腐蝕造成的,為此,更換平衡盤(pán)材質(zhì),提高動(dòng)靜盤(pán)抗沖刷腐蝕的性能,可延長(zhǎng)平衡盤(pán)的使用壽命。我廠將動(dòng)靜盤(pán)原有的灰鑄鐵材質(zhì)改為2Cr13和3Cr13,并對(duì)密封面處進(jìn)行深度1.5mm的淬火處理,實(shí)施后,通過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行檢測(cè),效果良好,大大提高了泵的運(yùn)行周期。

3 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)以上幾項(xiàng)措施的實(shí)施,我廠的DG泵至今運(yùn)行平穩(wěn),為后序工藝提供了可靠保證,同時(shí)也節(jié)省了備件費(fèi)用,取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。由此可見(jiàn)充分掌握設(shè)備原理構(gòu)造,進(jìn)行必要的設(shè)備改造工作能夠提高設(shè)備管理水平。筆者在以往的工作中,指導(dǎo)了許多DG泵的檢修,積累了豐富經(jīng)驗(yàn),實(shí)際效果顯著,希望能對(duì)使用該類(lèi)型DG泵的兄弟廠家有所幫助,不足之處希望同行提出。

[1] 黃仕年主編.化工機(jī)器(第一版).化學(xué)工業(yè)出版社,1981.