付廷偉，李效龍

（甘肅省景泰川電力提灌水資源利用中心，甘肅 白銀 730400）

景電一期工程總干泵站共安裝800S80型雙吸離心泵16臺套，這種雙吸離心泵采用滑動軸承支撐方式，非泵聯(lián)側(cè)采用端軸承軸向定位。新安裝的或檢修后的雙吸離心泵投運(yùn)累計(jì)4 000 h左右，引起端軸承溫升過高的主要原因是由于葉輪兩側(cè)泵體密封環(huán)與葉輪口環(huán)部間隙密封面不對稱磨蝕，造成葉輪兩側(cè)口環(huán)部泄漏量不平衡在葉輪兩側(cè)前蓋板上形成壓差產(chǎn)生的軸向力超過了端軸承額定承載力所致。通常的解決方案是，停機(jī)揭蓋檢修，修配泵體密封環(huán)與葉輪口環(huán)部間隙密封面，使葉輪兩側(cè)口環(huán)部密封面配合間隙和配合長度相等，使運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的軸向力降到最小。

1 不揭蓋工況端軸承溫升過高故障排除途徑

1.1 雙吸離心泵端軸承的裝配結(jié)構(gòu)

800S8 0型雙吸離心泵非泵聯(lián)側(cè)軸承體結(jié)構(gòu)如圖1所示。為了平衡作用在葉輪上的軸向力，實(shí)現(xiàn)泵軸的軸向定位，在軸承體上設(shè)置了兩套單列向心球軸承作為端軸承。端軸承內(nèi)圈依靠軸肩和軸承螺母固定在泵軸上，采用螺栓聯(lián)接將端軸承外圈通過端蓋固定在軸承座端面上，軸承體與泵體采用螺栓聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)了泵軸的軸向定位。

圖1 雙吸離心泵非泵聯(lián)側(cè)軸承結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 不揭蓋工況端軸承溫升過高故障排除途徑

解決端軸承溫升過高故障根本在于降低葉輪兩側(cè)口環(huán)部泄漏差，從而降低軸向力。通常作用在葉輪上的軸向力方向指向口環(huán)部泄漏量大的一側(cè)。不揭蓋工況下，葉輪兩側(cè)口環(huán)部密封間隙是無法改變的，只能改變密封長度以調(diào)整葉輪兩側(cè)口環(huán)部泄漏差。端軸承溫升過高故障工況有兩種。

工況1：軸向力指向泵聯(lián)側(cè)，可在端軸承與泵軸軸肩之間設(shè)軸承墊，組裝軸承體后，使泵軸向泵聯(lián)側(cè)位移，從而減小非泵聯(lián)側(cè)葉輪口環(huán)部密封長度，增加泄漏量，同時(shí)也等量增加泵聯(lián)側(cè)葉輪口環(huán)部密封長度，減小泄漏量，以降低泄漏差，降低軸向力。

工況2：軸向力指向非泵聯(lián)側(cè)，可在端蓋與軸承座端面之間設(shè)端蓋墊，在軸向力作用下泵軸向非泵聯(lián)側(cè)位移，從而增加非泵聯(lián)側(cè)葉輪口環(huán)部密封長度，減小泄漏量，同時(shí)也等量減小泵聯(lián)側(cè)葉輪口環(huán)部密封長度，增加泄漏量，以降低泄漏差，降低軸向力。

實(shí)際運(yùn)行中，軸向力指向泵聯(lián)側(cè)時(shí)，軸向力上升到大于拖動電動機(jī)磁拉力但還沒有超過端軸承承載力工況下，電動機(jī)滑動軸承推力面已經(jīng)發(fā)熱造成溫升過高，雙吸離心泵端軸承溫升還在允許溫度內(nèi)。這種工況采用工況1方案解決。引起端軸承溫升過高故障以軸向力指向非泵聯(lián)側(cè)居多，這種工況采用工況2方案解決。

2 實(shí)驗(yàn)觀測

查閱多年來景電一期工程年度灌溉報(bào)表，安裝有800S80型雙吸離心泵的景電一期工程總干泵站每年四月初開始春灌上水，經(jīng)過夏灌連續(xù)運(yùn)行至九月初秋灌結(jié)束停機(jī)，十月初開始冬灌上水至十一月底結(jié)束停機(jī)，完成一個(gè)灌溉周期，進(jìn)入冬季保溫和春季檢修期間，為來年上水作準(zhǔn)備。

春夏秋雙吸離心泵連續(xù)運(yùn)行時(shí)間在4 000 h左右，新安裝的或經(jīng)過春季檢修的雙吸離心泵運(yùn)行初期各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)是符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的。雙吸離心泵端軸承和電動機(jī)軸承溫度在45～60℃之間，隨著運(yùn)行時(shí)間的累加，進(jìn)入夏秋灌期間，黃河進(jìn)入渾水期，含泥沙水質(zhì)加劇了雙吸離心泵的葉輪，泵體密封環(huán)等過流零部件磨蝕，由于材料質(zhì)量的差異，過流零部件不對稱磨蝕逐步顯現(xiàn)，葉輪兩側(cè)口環(huán)部泄漏量由平衡變?yōu)椴黄胶?，作用在葉輪上的軸向力開始顯現(xiàn)，隨著不對稱磨蝕的加劇，軸向力也在加劇，雙吸離心泵端軸承或者電動機(jī)軸承溫度逐步上升，加之夏秋季節(jié)最高環(huán)境溫度都在30～35℃之間，個(gè)別雙吸離心泵端軸承或者電動機(jī)軸承溫度接近運(yùn)行規(guī)程允許最高值為70℃。超過這個(gè)值就會損壞軸承，造成事故。需要在極短時(shí)間內(nèi)排除故障。

2017年秋灌高峰期景電一期工程總干二泵站4號雙吸離心泵端軸承運(yùn)行溫度達(dá)到70℃，逼迫停機(jī)。采用方案2，拆下雙吸離心泵非泵聯(lián)側(cè)軸承體端蓋，將制作好的厚度為3.5 mm的端蓋墊裝在端蓋上，端蓋墊材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)橡膠石棉板，多層端蓋墊之間，端蓋墊與端蓋之間抹上鈣基潤滑脂。檢查端軸承處于完好狀態(tài)，抹上鈣基潤滑脂，將裝上端蓋墊的端蓋裝在軸承體上，緊固連接螺栓。盤車檢查雙吸離心泵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動靈活，應(yīng)無卡阻現(xiàn)象。清除雙吸離心泵周圍檢修用具及材料，確認(rèn)具備啟動狀態(tài)后，啟動雙吸離心泵機(jī)組，啟動運(yùn)行正常后，用溫度計(jì)直接測量軸承體溫度變化并記錄。連續(xù)運(yùn)行50 min后，端軸承運(yùn)行溫度上升到65℃不再上升趨于平穩(wěn)運(yùn)行，低于運(yùn)行規(guī)程允許最高值70℃。端軸承運(yùn)行溫度隨環(huán)境溫度升降在一個(gè)區(qū)間內(nèi)變化。白天溫度較高，晚上溫度較低。本次故障排除歷時(shí)約1.5 h。

2018年秋灌高峰期景電一期工程總干二泵站3號雙吸離心泵端軸承運(yùn)行溫度達(dá)到69℃，采用方案2，停機(jī)后，設(shè)置厚度為4 mm的端蓋墊，啟動雙吸離心泵機(jī)組連續(xù)運(yùn)行60 min左右，端軸承運(yùn)行溫度上升到62℃趨于平穩(wěn)運(yùn)行，低于運(yùn)行規(guī)程允許最高值70℃。

需要注意的是，端蓋墊厚度選取以保證軸向力低于端軸承承載力但方向不變，使端軸承外圈始終與端蓋緊貼為宜，防止端蓋墊厚度過厚，軸向力處于雙向過渡狀態(tài)，引起泵軸擺動造成端蓋定位面和軸承座端面磨損。這種工況實(shí)踐中時(shí)有發(fā)生。

2017年秋灌高峰期景電一期工程總干二泵站5號電動機(jī)發(fā)生軸承溫度過高故障，采用方案1，停機(jī)后，依次拆下非泵聯(lián)側(cè)軸承體端蓋，軸承體上蓋，拆下端軸承，在端軸承與軸肩之間安裝制作好的軸承墊。軸承墊材料應(yīng)為銅皮，內(nèi)徑應(yīng)大于端軸承內(nèi)徑0.5 mm，外徑應(yīng)小端軸承內(nèi)圈外徑0.5 mm，總厚度3.5 mm。檢查端軸承處于完好狀態(tài)，依次安裝端軸承及軸承螺母并緊固，鎖緊軸承螺母，依次安裝軸承體上蓋，端蓋，緊固連接螺栓。盤車檢查雙吸離心泵轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動靈活，應(yīng)無卡阻現(xiàn)象。清除雙吸離心泵周圍檢修用具及材料，確認(rèn)具備啟動狀態(tài)后，啟動雙吸離心泵機(jī)組，啟動運(yùn)行正常后，用溫度計(jì)直接測量電動機(jī)軸承體溫度變化并記錄。連續(xù)運(yùn)行60 min左右，軸承運(yùn)行溫度上升到60℃趨于平穩(wěn)運(yùn)行，低于運(yùn)行規(guī)程允許最高值70℃。軸承運(yùn)行溫度隨環(huán)境溫度升降在一個(gè)區(qū)間內(nèi)變化。白天溫度較高，晚上溫度較低。本次故障排除歷時(shí)約2 h。

以上方案在不同年份在景電一期工程總干一泵站，總干三泵站相應(yīng)規(guī)格型號雙吸離心泵機(jī)組類似故障處理中得到應(yīng)用。多年運(yùn)行統(tǒng)計(jì)表明，采用不揭蓋排除方案檢修的雙吸離心泵機(jī)組，正常運(yùn)行時(shí)數(shù)可達(dá)1 500 h左右，是一種較為適用的故障處理方案。

3 結(jié)語

對于揚(yáng)黃灌溉工程，雙吸離心泵機(jī)組的完好率運(yùn)轉(zhuǎn)率是確保季節(jié)性灌溉的關(guān)鍵。每逢夏秋灌高峰期，黃河含泥沙水質(zhì)加速了雙吸離心泵泵體密封環(huán)與葉輪口環(huán)部間隙密封面磨蝕，造成葉輪兩側(cè)口環(huán)部泄漏量不平衡而產(chǎn)生軸向力，引起端軸承溫升過高，被迫停機(jī)檢修不可避免，多年來運(yùn)行管理實(shí)踐證明，不揭蓋排除故障方案是一個(gè)安全可靠有效的應(yīng)急途徑。