淺談多級泵甩油故障消除的技巧和方法

新疆天業(yè)熱電股份公司 （石河子832000） 董 起

天業(yè)熱電廠使用的凝結(jié)泵，是上海某泵廠生產(chǎn)的7級立式多級泵，在前兩臺泵運行到兩三個月時，出現(xiàn)逐漸增大的漏油狀態(tài)，如不進(jìn)行加油，將造成軸瓦燒毀事故，最后導(dǎo)致運行人員每兩小時加油500克，造成浪費和污染環(huán)境。本人根據(jù)水輪發(fā)電機組的工作經(jīng)驗在推力頭上鉆平衡孔，經(jīng)過兩次實驗，完全消除甩油故障，并在后來凝結(jié)泵發(fā)生同樣故障時，采取相同的方法處理，達(dá)到滿意的效果。

1 工作原理

圖1

天業(yè)熱電廠凝結(jié)泵采用7級立式水泵，推力軸承采用立式懸掛式，其工作原理如下，（附圖1）推力軸承的推力頭6承擔(dān)水泵轉(zhuǎn)子的靜載荷和動載荷，推力瓦2承擔(dān)轉(zhuǎn)子重量和軸向推力，導(dǎo)軸瓦3進(jìn)行定位同時承受轉(zhuǎn)子的徑向載荷，上推力瓦4承受停泵時的水錘沖擊載荷，擋油桶1用來保證軸承箱油位，當(dāng)設(shè)備運行時，電機帶動主軸推力軸承，以1490轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，推力軸承6在旋轉(zhuǎn)中，產(chǎn)生的離心力，使?jié)櫥托纬裳h(huán)，使?jié)櫥妥杂涂谙蛳铝魅胂峦屏ν撸倭魅雽?dǎo)軸瓦，進(jìn)行潤滑后自上出口流出，形成潤滑油循環(huán)。

故障現(xiàn)象：當(dāng)4臺凝結(jié)泵使用2個月時，其中兩臺泵的當(dāng)油桶與主軸之間開始甩油，并逐漸加大。最后導(dǎo)致運行人員每兩小時加油500g。

故障查找：將凝結(jié)泵軸承箱解體檢查，進(jìn)行測量，導(dǎo)軸瓦間隙略大，但間隙值在設(shè)計范圍之內(nèi)，擋油桶高度符合要求，其它未發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，于是安裝再次啟動凝結(jié)泵，結(jié)果主軸與當(dāng)油桶之間仍然甩油。根據(jù)水輪發(fā)電機類似故障，認(rèn)為當(dāng)油桶與推力頭間隙的偏差，是造成甩油故障的主要原因，停泵后測量當(dāng)油桶與推力頭徑向間隙，結(jié)果如下；單側(cè)間隙最大處4.5mm，最小處3.5mm，當(dāng)油桶與推力頭中心偏差0.5mm。

2 原因分析

當(dāng)主軸與推力頭旋轉(zhuǎn)時，由于油的粘度的原因，在推力頭旋轉(zhuǎn)的同時，推力頭以140mm×3.14×1490/60=1091cm/s的轉(zhuǎn)速與擋油桶之間的油產(chǎn)生相對運動，由于油液分子與固體壁面之間的附著力，和分子之間內(nèi)聚力的作用，導(dǎo)致油液分子間產(chǎn)生相對運動，因此在油液中產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，帶動推力頭與擋油桶之間的油，以一定的流速與轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動方向一致流動起來。

如圖2所示：

圖2

若改變油流的截面積，即阻力的大小，就實現(xiàn)了流量和壓力的變化，因為油液通過流口時的流量與通流面積大小成正比Q=VA=const通流截面積越小過流通道越長，油液流過時的阻力越大，則流量越小，反之通流截面積越大，過流通道越短，油液流過時的阻力就越小，因而通過的流量越大。當(dāng)潤滑油在擋油桶與推力頭之間流動時，因A區(qū)通流截面積變小，油液流過時的阻力變大，流量變小，同時由于液體受到外界各種載荷的阻礙，使A區(qū)潤滑油受到擠壓，壓力升高油位也同時升高。同時B區(qū)通流截面積變大，油液流過時的阻力變小，流量變大，壓力變小油位也同時降低，在油箱內(nèi)產(chǎn)生壓差，導(dǎo)致軸承箱的油又流入B區(qū)進(jìn)行補充，在這種狀態(tài)下，A區(qū)的油位不斷升高，最后超過擋油桶的高度，不斷地流出，使軸承箱油位降低。同時在主軸與擋油桶處因鼓風(fēng)的因素，在主軸順時針旋轉(zhuǎn)時，造成B區(qū)上部風(fēng)壓高，A區(qū)上部風(fēng)壓低于B區(qū)，造成局部相對負(fù)壓，加速了漏油速度。如不進(jìn)行加油，將造成軸瓦燒毀事故，后初步?jīng)Q定在推力頭處鉆孔來平衡壓差。

3 處理過程

第一次將推力頭6鉆直徑5mm的孔，對稱180度布置，試轉(zhuǎn)后，擋油桶甩油故障被消除，但是油位計的空氣孔不斷有潤滑油噴出。經(jīng)分析認(rèn)為是油孔直徑過大造成的。

第二次將推力頭6鉆直徑3mm的孔，對稱180°布置，試轉(zhuǎn)后，擋油桶甩油故障被消除，油溫瓦溫和振動未發(fā)生變化，運行狀態(tài)良好。

4 處理建議

提高加工制造精度，增加推力頭內(nèi)孔光潔度，減少油液分子與固體壁面之間的附著力和阻力；提高檢修安裝水平，減少偏差；可建議在生產(chǎn)廠家進(jìn)行加工制造時，可預(yù)先將孔鉆好。（我廠與設(shè)備廠家聯(lián)系后，在后來的4臺機組上，進(jìn)行了加工改造，現(xiàn)設(shè)備運行狀態(tài)良好）

5 結(jié)束語

該設(shè)備甩油故障主要原因是擋油桶中心偏差造成的，但消除擋油桶中心偏差，需將設(shè)備軸承箱解體檢修，工藝要求高，檢修時間長，不易施工，同時要提高加工制造精度，現(xiàn)將水輪機相關(guān)技術(shù)運用到水泵上，可減少老動強度和故障的發(fā)生。