330 MW 機(jī)組前置泵檢修方法改進(jìn)及軸承室改造

盧 琳，張文階

（華能武漢發(fā)電有限責(zé)任公司，湖北武漢 430415）

0 引言

陽(yáng)邏電廠一、二期4 臺(tái)機(jī)組分別于1993 年和1997 年投產(chǎn)，給水泵組配置3 臺(tái)YNKn300/200-20 型前置泵，包括1 臺(tái)電泵前置泵和2 臺(tái)汽泵前置泵，結(jié)構(gòu)為單級(jí)雙吸臥式蝸殼泵，采用832 型機(jī)械密封。吸入蓋借助雙頭螺栓緊固在泵體上面。機(jī)封靜環(huán)座、冷卻室蓋和軸承架全部借助雙頭螺栓緊固在吸入蓋上。泵的過(guò)水部件對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)和布置，由于泵體鑄造件的制造公差及管路布置造成的流經(jīng)葉輪的不均勻水流產(chǎn)生軸向推力并不大。原前置泵推力平衡采用推力瓦、推力盤(pán)、齒輪油泵、油箱等附件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、故障率高、配件價(jià)格高，于2000 年后陸續(xù)進(jìn)行改造，改用2 個(gè)6306 滾珠軸承平衡軸向推力，并加裝軸承冷卻水。雙吸葉輪及鍵徑向固定在泵軸上，泵轉(zhuǎn)子由2 個(gè)飛濺潤(rùn)滑的普通軸瓦支承，并靠安裝在泵前端的2 個(gè)滾珠軸承實(shí)現(xiàn)軸向定位。泵軸兩端均采用擋套和機(jī)封動(dòng)環(huán)軸套來(lái)達(dá)到泵軸不被介質(zhì)腐蝕的目的；同時(shí)，擋套起著使葉輪軸向定位的作用，機(jī)封動(dòng)環(huán)軸套利用絲扣在軸封部位擰緊在軸上，其絲扣擰緊方向與旋轉(zhuǎn)方向相反。汽泵前置泵結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

1 問(wèn)題及原因分析

前置泵正常情況下2 運(yùn)1 備，每4 年大修一次。該型號(hào)前置泵自投產(chǎn)檢修后頻繁出現(xiàn)機(jī)封漏水和推力軸承溫度高或損壞故障。分析原因主要有3 點(diǎn)：

（1）轉(zhuǎn)子總竄測(cè)量和半竄量調(diào)整不準(zhǔn)確，測(cè)量和調(diào)整值因人而異，設(shè)備運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子軸向定位產(chǎn)生偏差，使機(jī)封實(shí)際壓縮量與檢修過(guò)程中調(diào)整值不一致，導(dǎo)致推力軸承承力較大。

（2）調(diào)整轉(zhuǎn)子半竄量時(shí)，機(jī)封動(dòng)、靜環(huán)受損。

（3）改造過(guò)的自由端滾珠軸承冷卻水室設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致軸承室進(jìn)水。

2 前置泵回裝工藝改進(jìn)

圖1 前置泵結(jié)構(gòu)

2010 年后，通過(guò)前些年的探索研究實(shí)踐，安裝工藝得以不斷改進(jìn)，有效避免了數(shù)據(jù)測(cè)量因人而異的問(wèn)題，使檢修數(shù)據(jù)調(diào)整更加精確、真實(shí)，避免了故障的發(fā)生。根據(jù)實(shí)際效果，經(jīng)此法檢修后的前置泵可連續(xù)運(yùn)行一個(gè)大修周期，而不發(fā)生機(jī)封泄漏和軸承溫度高故障。前置泵檢修原則為“保證轉(zhuǎn)子部件運(yùn)行時(shí)位于靜止部件中心；測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，不受認(rèn)為因素影響”。唯有如此，才能保證前置泵轉(zhuǎn)子軸向定位準(zhǔn)確、兩側(cè)機(jī)封壓縮量調(diào)整準(zhǔn)確一致、轉(zhuǎn)子總竄量和半竄量真實(shí)合格，保證前置泵可靠持久運(yùn)行。

2.1 轉(zhuǎn)子總竄測(cè)量和葉輪定位

（1）泵軸套入雙吸葉輪，放入蝸殼內(nèi)，注意葉輪旋轉(zhuǎn)方向。

（2）裝上兩側(cè)吸入蓋，注意方向。

（3）裝上葉輪兩側(cè)擋套，不裝兩側(cè)機(jī)封冷卻室，將兩側(cè)機(jī)封動(dòng)環(huán)軸套分別擰入泵軸。

（4）緩慢向里擰緊機(jī)封動(dòng)環(huán)軸套，用深度尺測(cè)量?jī)蓚?cè)機(jī)封動(dòng)環(huán)軸套端面至軸肩距離，將該值恢復(fù)至設(shè)計(jì)值，以準(zhǔn)確地將葉輪在軸上定位。無(wú)法查閱設(shè)計(jì)值時(shí)，可在解體階段測(cè)量該值作為回裝標(biāo)準(zhǔn)值。

（5）百分表指針打在泵軸端面，向兩側(cè)推動(dòng)泵軸，分別讀出百分表值，兩數(shù)想減，即得總竄量值（標(biāo)準(zhǔn)值6～8 mm）。

以上不裝兩側(cè)機(jī)封冷卻室的測(cè)量方法是轉(zhuǎn)子總竄量的真實(shí)值。若裝上兩側(cè)機(jī)封冷卻室再進(jìn)行測(cè)量，推動(dòng)泵軸時(shí)，機(jī)封動(dòng)環(huán)軸套可能與機(jī)封冷卻室內(nèi)壁發(fā)生磕碰，造成總竄值偏小。磕碰與否也取決于擋套的長(zhǎng)度，擋套越長(zhǎng)，機(jī)封動(dòng)環(huán)軸套與機(jī)封冷卻室內(nèi)壁的軸向間隙越大。

（6）繼續(xù)推動(dòng)泵軸，使百分表讀數(shù)為總竄量的1/2，即半竄處。若電機(jī)未動(dòng)，可測(cè)量并記錄泵軸傳動(dòng)端端面至電機(jī)軸端面的距離η，方便后續(xù)機(jī)封壓縮量和半竄量的調(diào)整；若電機(jī)不在，可找其他固定參照點(diǎn)。若該泵修前運(yùn)行狀況良好，也可在解體階段拆卸聯(lián)軸器時(shí)測(cè)量該距離η，作為回裝參考值。

（7）卸下兩側(cè)機(jī)封動(dòng)環(huán)軸套，裝上兩側(cè)機(jī)封冷卻室，再擰入兩側(cè)機(jī)封動(dòng)環(huán)軸套。

（8）重復(fù)步驟（4），再次將葉輪在軸上定位。定位完成時(shí)，兩側(cè)動(dòng)環(huán)軸套一定是擰緊狀態(tài)，防止葉輪松動(dòng)。

2.2 機(jī)封壓縮量調(diào)整

（1）將泵軸傳動(dòng)端端面至電機(jī)軸端面的距離恢復(fù)至η 值，此時(shí)葉輪位于蝸殼中間處，即半竄處。

將百分表指針打在泵軸端面記錄讀數(shù)，作為測(cè)量調(diào)整機(jī)封壓縮量過(guò)程中參照點(diǎn)。該泵機(jī)封型號(hào)為832 分體式，壓縮量通過(guò)調(diào)整靜環(huán)座內(nèi)不銹鋼環(huán)形墊片調(diào)節(jié)。

（2）用深度尺測(cè)量機(jī)封動(dòng)環(huán)密封面到機(jī)封冷卻室平面的深度δ1。

（3）將機(jī)封靜環(huán)放置在水平地面處，用深度尺測(cè)量靜環(huán)密封面至靜環(huán)座平面的距離δ2。

（4）機(jī)封壓縮量δ=δ2-δ1。若δ偏大（標(biāo)準(zhǔn)值4～6 mm），則通過(guò)減少靜環(huán)座內(nèi)墊片減少δ2，反之，則增加墊片。

測(cè)量階段盡量不要碰動(dòng)泵軸，防止葉輪發(fā)生軸向位移，偏離半竄處。若有竄動(dòng)，可根據(jù)百分表讀數(shù)恢復(fù)半竄位。只有在精確的半竄定位前提下，調(diào)整的機(jī)封壓縮量才是真實(shí)可靠值，否則會(huì)使一側(cè)偏大，另一側(cè)偏小。

2.3 軸全抬和半抬調(diào)整

（1）裝上兩側(cè)軸承架，螺栓帶上但不要擰緊。

（2）不裝下瓦，將百分表座吸在泵體上，表指針垂直打在軸瓦處軸的頂端，讀出百分表值α1，雙手將軸往上托，直至泵體內(nèi)部發(fā)生觸碰時(shí)，讀出百分表值α2，即全抬α=α2-α1。

（3）將支撐瓦下瓦蓋在軸上部，向兩側(cè)翻動(dòng)查看左、右間隙是否一致。若左側(cè)間隙大，則用銅棒敲打軸承座左側(cè)，使其右移，反之亦然，如此反復(fù)，直至左右間隙一致。

（4）將下瓦翻至軸承座內(nèi)，重新調(diào)整好百分表，讀出百分表值β1，雙手將軸往上托，直至泵體內(nèi)部發(fā)生觸碰時(shí)，讀出百分表值β2，即半抬β=β2-β1。

（5）反復(fù)復(fù)查兩側(cè)軸半抬量值并進(jìn)行微調(diào)，直至合格。裝入下瓦后的抬量應(yīng)為全抬量的1/2+0.05 mm。

影響抬量調(diào)整的因素：葉輪口環(huán)與密封環(huán)部件；軸承架與冷卻室蓋配合端面；機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)端面；冷卻室蓋和軸承架雙頭緊固螺栓。

2.4 軸瓦間隙和瓦蓋緊力調(diào)整

（1）檢查軸承和軸承體的配合面，在擰緊瓦蓋的情況下，在軸瓦座內(nèi)移動(dòng)軸瓦是否可能。如座面太松，應(yīng)修整瓦蓋的兩接合面直到裝上的軸瓦被牢固地夾在瓦座里而不能再移動(dòng)為止。

（2）將兩側(cè)軸瓦安裝好，擰緊瓦蓋的4 個(gè)內(nèi)六角螺栓。

（3）用塞尺或壓鉛絲法測(cè)量軸瓦頂間隙（標(biāo)準(zhǔn)值0.12 mm）；用塞尺測(cè)量左、右側(cè)間隙（標(biāo)準(zhǔn)值0.06 mm）。

（4）用壓鉛絲法測(cè)量瓦蓋緊力（標(biāo)準(zhǔn)0～0.03 mm）。

2.5 轉(zhuǎn)子半竄量調(diào)整

（1）裝上軸承前壓蓋，先后裝上推力盤(pán)工具，定位軸套，鎖緊螺母；可不裝上瓦室，擰緊前壓蓋與軸承支架下端連接螺栓，見(jiàn)圖2。該推力盤(pán)工具為標(biāo)準(zhǔn)件，軸向?qū)挾葹? 個(gè)滾珠軸承厚度。

（2）推動(dòng)泵軸，恢復(fù)傳動(dòng)側(cè)泵軸端面至電機(jī)軸端面的距離η。

（3）將一塊百分表指針垂直打在傳動(dòng)側(cè)泵軸端面，讀出百分表值θ1。

（4）緩慢擰緊鎖緊螺母。半竄標(biāo)準(zhǔn)值（3～4）mm。

若百分表數(shù)值變小，讀出數(shù)值θ2，則表明軸向半竄量偏小，需在軸承前壓蓋處加θ=θ1-θ2厚的耐油紙墊或?qū)⑤S承與軸肩之間的軸承調(diào)整套車(chē)削掉θ 厚度。

若百分表數(shù)值不變，則從自由端往傳動(dòng)側(cè)推動(dòng)泵軸，直至軸承前壓蓋碰到軸承室，讀出百分表讀數(shù)θ2，半竄值為θ=θ2θ1，表明軸向半竄量偏大，需車(chē)削軸承前壓蓋厚度θ=θ2-θ1或在軸肩與軸承調(diào)整套之間加θ 厚度的金屬墊片。

傳統(tǒng)測(cè)量轉(zhuǎn)子半竄量方法：完成步驟（1）后，將百分表指針打在傳動(dòng)側(cè)泵軸端面，向傳動(dòng)端推動(dòng)泵軸，用撬杠頂在自由側(cè)機(jī)封動(dòng)環(huán)軸套端面，將軸往傳動(dòng)端頂，讀出百分表值θ1；松開(kāi)撬杠，緩慢擰緊鎖緊螺母，查看百分表讀數(shù)，直至穩(wěn)定不變，讀出值θ2。則半竄值為θ=θ1-θ2。

因機(jī)封彈簧的彈性影響，每次撬動(dòng)的力道也不盡相同以及不同的人力道不同，傳統(tǒng)方法測(cè)得的半竄量往往各不相同，因人而異。且用撬杠頂來(lái)頂去，易損傷機(jī)封密封面。半竄位的調(diào)整誤差，極易引起一側(cè)機(jī)封壓縮量過(guò)大，另一側(cè)壓縮量偏小進(jìn)而發(fā)發(fā)生泄漏。新方法則巧妙地規(guī)避了上述弊端，測(cè)出的半竄值更加準(zhǔn)確真實(shí)。

2.6 裝推力軸承蓋后軸向竄量調(diào)整

（1）測(cè)量軸承冷卻室滾珠軸承位深度ω1。

（2）測(cè)量?jī)蓚€(gè)6306 軸承標(biāo)準(zhǔn)件厚度ω2。

（3）則裝推力軸承蓋后軸向竄量ω=ω1-ω2（標(biāo)準(zhǔn)值0.30～0.35 mm）。

若ω＜標(biāo)準(zhǔn)值，表示無(wú)竄量或竄量偏小。需將軸承冷卻室的軸承位深度車(chē)削加深；若ω＞標(biāo)準(zhǔn)值，表示串量偏大，需將軸承冷卻室的外平面車(chē)削以減小軸承位深度。

或者用以下方法：卸掉半竄調(diào)整工具（鎖緊螺母，定位軸套，推力盤(pán)工具），軸承座平面涂膠，蓋上兩側(cè)軸承蓋。裝上自由側(cè)2 個(gè)6306 滾珠軸承，裝上軸承冷卻室，擰緊螺栓。將百分表指針打在傳動(dòng)側(cè)泵軸端面，用撬杠先后頂在自由側(cè)和傳動(dòng)側(cè)機(jī)封動(dòng)環(huán)軸套端面，將軸分別往傳動(dòng)端和自由端頂，讀出百分表差值，該差值即為裝推力軸承蓋后軸向竄量。后續(xù)調(diào)整放方法不變。使用此方法易損傷機(jī)封密封面，撬動(dòng)前最好將機(jī)封靜環(huán)座螺栓松開(kāi)一點(diǎn)；但不宜松開(kāi)過(guò)多，防止機(jī)封動(dòng)、靜環(huán)由于撬動(dòng)而偏離安裝位，導(dǎo)致無(wú)法歸位。因此法操作不當(dāng)易引起機(jī)封損壞，不建議使用。

圖2 調(diào)整半竄量

圖3 改造前軸承室

3 滾珠軸承冷卻水室改造

2000 年后陸續(xù)將8 臺(tái)汽泵前置泵自由端推力軸瓦改為滾珠軸承，加裝滾珠軸承冷卻室的中間環(huán)形密封面極容易密封不良，導(dǎo)致冷卻水泄漏至滾珠軸承室，損壞軸承。同時(shí)，冷卻水繼續(xù)由磨損的骨架油封，滲進(jìn)支撐瓦室，劣化稀油，進(jìn)而導(dǎo)致支撐瓦磨損。

自由端軸承室分為3 個(gè)腔室：①支撐瓦室，稀油潤(rùn)滑；②滾珠軸承室，潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑；③冷卻水室，對(duì)滾珠軸承室進(jìn)行冷卻。滾珠軸承室與支撐瓦室采用前壓蓋上的骨架油封密封。冷卻水室與滾珠軸承室，以及冷卻水室與軸承室外側(cè)分別采用同一平面的3 個(gè)環(huán)形平面進(jìn)行密封。若冷卻水室與滾珠軸承室密封不良，則會(huì)導(dǎo)致滾珠軸承室進(jìn)水，再加上骨架油封磨損，水會(huì)滲進(jìn)支撐瓦室。若冷卻水室軸承室外側(cè)密封不良，會(huì)導(dǎo)致冷卻水從軸承室處外漏。改造前的自由端軸承室結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3。

針對(duì)冷卻水泄漏原因，將冷卻水室做如下改造：加工合適尺寸的環(huán)形件，封堵住軸承冷卻水室中間的環(huán)形水槽（不能堵住進(jìn)、出水口），并施焊保證嚴(yán)密不漏。取消里側(cè)環(huán)形密封面，為保證該密封面不高于外側(cè)環(huán)形密封面，將整個(gè)平面進(jìn)行拋光處理；為了防止軸承前壓蓋凸臺(tái)接觸到環(huán)形件而導(dǎo)致外側(cè)環(huán)形面密封失效，遂將凸臺(tái)車(chē)削掉1 mm，保證配合間隙。如此，將水側(cè)與滾珠軸承室完全密封隔離，徹底解決軸承室進(jìn)水問(wèn)題。改造后的自由端軸承室結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4。

圖4 改造后軸承室

4 結(jié)束語(yǔ)

影響前置泵水泵機(jī)封泄漏和推力軸承溫度高的故障因素很多，但若能?chē)?yán)格按照改進(jìn)后的回裝工藝依次對(duì)葉輪定位、總竄、機(jī)封壓縮量、軸抬量、軸瓦間隙、半竄、裝推力軸承蓋后軸向竄量進(jìn)行調(diào)整，尤其是半竄定位調(diào)整法的創(chuàng)新實(shí)踐，可保證整個(gè)水泵轉(zhuǎn)子部件位于靜止部件中心，有效提高檢修數(shù)據(jù)調(diào)整的準(zhǔn)確性。水泵轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，軸向間隙均勻，極大提高設(shè)備可用率及整體運(yùn)轉(zhuǎn)水平。滾珠軸承冷卻水室的改造，解決了軸承室進(jìn)水問(wèn)題。