16LKXA—16型雨水泵典型故障及改進措施

摘 要： 本文主要針對大唐國際托克托電廠，一期綜合排水泵房4臺16LKXA-16型雨水泵頻繁出現(xiàn)A、B軸軸頭斷裂，下內(nèi)接管與導液體結合處斷裂等典型故障進行了全面分析，查找出了泵A、B軸軸頭斷裂出現(xiàn)的原因，逐條進行分析，并針對頻繁出現(xiàn)的斷軸現(xiàn)象，確保泵運行安全可靠，提出并實施了相應的改進措施，經(jīng)過一間段的試運轉(zhuǎn)，泵運行狀況良好，在沒有出現(xiàn)運轉(zhuǎn)異常，發(fā)生斷軸或其他故障，消除了雨水泵的頻發(fā)斷軸問題，提高了設備運行的可靠性，對于分析雨水泵出現(xiàn)同類問題可以參考和借鑒。

關鍵詞：斷軸 斷內(nèi)接管 機加修改 加固 改進措施

中圖分類號：U464.138+.1 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）09-0282-02

引言

雨水泵在雨季期間作為廠內(nèi)重要的主設備，也是唯一擔負著雨季期間全廠雨水向廠外排放的重要任務，其主要作用是雨季期間，雨水通過分布在全廠各個道路雨水井、路面地溝道最終匯集到雨水集水池，然后通過4臺雨水泵將雨水排放至廠外，因此必須保證雨水泵的安全可靠運行，好用、隨時可用，以確保雨季期間雨水的正常排放，避免水淹廠房、泵房的事件發(fā)生，因此對雨水泵進行一系列的修復、改進，確保了泵的安全可靠運行。

一、雨水泵運行狀況介紹

內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責任公司，綜合排水泵房雨水泵為長沙通大集團長沙水泵廠有限公司生產(chǎn)的，1、2號泵，揚程：16m、 n=980r/min、 功率：157KW 流量：3000m3/h， 3、4號泵揚程：16m、n=1450r/min、功率：85KW、流量：1600m3/h，根據(jù)泵前池水位上漲速度及進水量進行起停泵，正常情況下啟動小泵3或4號泵， 可以保證排水，下雨天水量較大，因雨水泵前池低于地平面負10米，所以雨水迅速集結于雨水泵前池，水位上漲較快，4臺泵同時運行，4臺雨水泵、管道的設計安裝是結合內(nèi)蒙地區(qū)的雨水量情況而設計的，但遇暴雨或強降雨天氣，4臺泵滿出力運行，也很難維持水位，不怕雨長，就怕雨急，托電雨水排放泵自2003年安裝投入運行至2011年05月以來，運行一直比較穩(wěn)定。但至2011年07月兩個月內(nèi)#4雨水泵連續(xù)三次a軸出現(xiàn)斷裂、內(nèi)接管斷裂、導致雨季期間一臺雨水泵退出備用，嚴重危及其他泵的正常運行，還出現(xiàn)了雨天水淹泵房的事件。

二、故障特征及處理

1.第一次故障

2011年06月20日一期綜合排水泵房#4雨水泵振動大，振動為0.18mm（泵的轉(zhuǎn)速為1450r/min振動在0.08mm之內(nèi)）嚴重超出合格標準，立即進行解體檢修，解體后發(fā)現(xiàn)葉輪葉片內(nèi)卡一塊約210mm長的木頭方（40×60mm）a軸、b軸鍵槽滾鍵使鍵槽變寬（鍵槽寬標準為14mm，鍵槽損壞后寬度為15.78mm），重新車鍵槽，更換新鍵，檢查泵體軸套及軸瓦磨損嚴重（間隙為0.58mm），更換新軸套及軸瓦，b段內(nèi)接管斷裂，根據(jù)內(nèi)接管尺寸加工新內(nèi)接管（總長1425mm）測得斷面最大晃度為0.05mm。工作于6月27日16：00結束，6月28日上午試運各項參數(shù)正常，振動值： 東西0.034mm、南北0.009mm、軸向0.008mm。

2.第二次故障

2011年7月10日下午 #4雨水泵電流由140安瞬間降至60安，且泵不打水，測量泵體振動為0.09～0.11mm泵體內(nèi)部發(fā)出“咯噔咯噔”的雜音，解體后發(fā)現(xiàn)a段軸軸承支撐架外圓斷裂， a軸軸頭斷裂（a、b軸聯(lián)軸器鎖片處）更換a軸，由于考慮b軸鍵槽上次檢修重新車鍵槽強度不夠，將斷裂的a軸根據(jù)b軸尺寸重新加工一根b軸，將a軸軸承支撐架外圓焊接，測量軸瓦與軸套間隙為0.10mm合格，聯(lián)軸器與軸的配合檢修為0.09mm對泵體進行回裝，試運各項參數(shù)正常，振動值：東西 0.034mm、南北、0.012mm、軸向0.008mm。

3.第三次故障

2011年7月23日14點左右，巡檢人員聽到#4雨水泵聲音異常，發(fā)出“咯噔咯噔”的雜音，聲音特別響，測量泵體振動最大值為0.15mm，將泵解體后發(fā)現(xiàn)a軸軸頭斷裂（a、b軸聯(lián)軸器鎖片處）與上次軸斷裂屬于同一地方，并且這次將聯(lián)軸器鎖片損壞，泵體底部定位銷磨損1.5mm，葉輪葉片中上方有25mm凹面，有明顯劃痕。由于連續(xù)三次出現(xiàn)上述斷軸癥狀，我們成立該泵的技術攻堅組，并咨詢廠家可能出現(xiàn)此問題的原因，最后決定將該泵泵桶吊出，對泵桶內(nèi)部三個與泵軸支撐架配合的接觸面進行加工，并在填料室與內(nèi)接管配合出墊20mm墊鐵，經(jīng)過修復和加工回裝后試運行各項參數(shù)正常，截止到2014年06月份，該泵運行穩(wěn)定，各項參數(shù)正常。

三、原因分析

如圖1所示，該泵為立式可抽式斜流泵，傳動軸由四根不同長度軸連接，a、b、c、d軸從下而上，總長度為7970mm，轉(zhuǎn)子可單獨抽出泵體外進行檢修，電機與泵直連，泵吸入口垂直向下，泵芯的下部葉輪襯套徑向與外筒體的吸入喇叭口配合限制徑向位移，喇叭口下有一定位銷，泵桶體底部有一凹槽，即泵轉(zhuǎn)子底部喇叭口銷子必須放入槽內(nèi)才能落到底，以防止泵在啟東時轉(zhuǎn)子晃動。

外筒體軸向起到支撐泵轉(zhuǎn)子重量作用，徑向通過泵軸內(nèi)接管上支撐架與泵桶內(nèi)壁配合，限制泵芯的徑向位移，泵芯分為旋轉(zhuǎn)組件與靜止組件。旋轉(zhuǎn)組件包括泵軸、葉輪、軸套、填料套、葉輪鎖母等，靜止組件包括內(nèi)接管、導流體、導葉體、徑向固定支撐架等部件。靜止部件起到限制轉(zhuǎn)子軸向位移以及導向的作用，其中導葉體與外筒體配合緊密，限制水的回流（即高壓水泄漏到泵吸入口），從而提高循環(huán)運行的經(jīng)濟性。

1.由于泵運行時間較長，長時間運行造成導葉體與外筒體配合面腐蝕，泵軸的三個支撐架與泵桶接觸面腐蝕、振動摩擦，導致配合間隙增大，導葉體與外筒體的配合緊力消失，產(chǎn)生間隙配合，從而導葉體對轉(zhuǎn)動部件起不到徑向固定的作用，振動逐步增大，由于晃動增大，泵在啟動時a軸的傳動扭力就增大，從而導致泵a軸與b軸連接軸頭鎖槽處斷裂。

2.雨水泵喇叭口定位銷塊，長期侵泡在水中腐蝕，且泵啟動時會產(chǎn)生摩擦，長期損耗使銷塊磨損嚴重，間隙增大，多次解體檢修未對進行修復，造成a軸內(nèi)接管受力增大，尤其是在泵啟動時。

3.雨水池的水是從各地溝、雨水井流過來的，其中含有不少雜物，而雨水前池格柵板從安裝到現(xiàn)在也從未進行過維護，部分格柵板腐蝕嚴重，一些木棍等雜物可以穿過清污機柵欄，順著水流吸入葉輪室，泵軸直徑Φ55mm，吸入較大的木頭塊卡在葉輪室內(nèi)，將泵軸扭斷。

4.泵軸內(nèi)接管上與填料室連接，下與導葉體連接，與填料室連接處，填料室連接處為凸臺，有密封圈密封，內(nèi)接管槽套在填料室上，中間有20多毫米空隙，由于多次解體檢修，配合精度下降，泵啟動時內(nèi)接管及導葉體會整體上移，失去重力且定位銷塊間隙也大，內(nèi)接管擺動，而底部內(nèi)接管受動的扭力最大，因此內(nèi)接管與導葉體連接處斷裂。

四、改進措施

通過上面的分析，可以看出必須對該泵泵桶、軸中間支撐架采取加強措施，增加支撐架的厚度，保證其強度，將泵桶內(nèi)徑與支撐架接觸面進行均勻補焊，車削，調(diào)整支撐架與泵桶內(nèi)壁間隙，原支撐架與泵桶內(nèi)壁間隙1.9mm，休后調(diào)整至總間隙0.30mm，減小泵軸的擺動。

1.將泵桶底座定位槽進行修復，讓使槽口平整，再將喇叭口定位銷塊進行加工，下端面洗出5mm倒角，便于轉(zhuǎn)子入槽，在定位銷塊接觸面焊接鋼板，根據(jù)定位槽尺寸進行車洗，留出0.20間隙，保證啟動時導葉體內(nèi)接管等部件不會出現(xiàn)較大的擺動。

2.在內(nèi)接管與填料室配合部位加墊20mm鐵圈，防止泵在啟動時內(nèi)接管、導葉體向上竄的軸向推力，加墊鐵圈后就相當于填料室壓死了內(nèi)接管，沒有空隙活動量，導葉體、內(nèi)接管就不會竄動，保證了內(nèi)接管的擺動，消除了內(nèi)接管受到的扭力。

3.泵桶底部至地面1.2米，在泵桶底部加裝1米長不銹鋼網(wǎng)孔濾網(wǎng)，網(wǎng)孔直接20mm，防止泵運行時雜物吸入葉輪室，保證泵的運行穩(wěn)定。

五、雨水泵檢修維護注意事項

雨水泵作為雨季期間的重要主設備，且在雨季期間不準進行大的檢修作業(yè)，外筒體大部分在水下，外筒體檢查及檢修極為不便，所以在雨季前后一定要全面認真檢查，每年逐臺進行解體檢查，主要有以下幾項注意事項：

1.解體泵芯檢查導葉體與泵桶的配合間隙，此間隙正常值應該在0.50～0.60mm之間，加上O型密封膠圈兩者之間的單側配合緊力為1.8mm，如果導葉體與外接管的配合密封面出現(xiàn)腐蝕，間隙增大，一定要重新加工配合面。

2.測量泵芯喇叭口銷塊的磨損程度，與泵桶底座配合間隙不得超過1mm，如間隙過大，導葉體及內(nèi)接管擺動增大，存在損壞內(nèi)接管的風險。

3.由于泵芯由多個部件連接組成，各個部件連接對中的精準度，都會影響到整個泵芯的對中精度，從而引起泵芯與外桶體的配合精度，尤其是泵桶在修復內(nèi)壁接觸面時，因泵桶是分段式的，做到三節(jié)泵桶內(nèi)壁接觸面修復后的對準中比較難，但一定要要求做到最好，如果對中精度差，會加快各部件的損耗，泵芯靜止部分的部分連接螺栓就會承受較大的應力，從而引起螺栓斷裂，導葉體脫落事故。

4.嚴格按照標準檢查導軸承與軸套間隙，兩者間隙小于1mm，如果間隙超標就會使泵軸徑向晃動增加，從而造成泵體振動。

六、結束語

通過對托電綜合排水，雨水泵頻繁出現(xiàn)的斷軸、斷內(nèi)接管等異?，F(xiàn)象進行分析，找出了雨水泵斷軸故障的原因，并對雨水泵支撐架等部件從強度上進行了改進，提高了雨水泵運行的可靠性，確保了雨季廠內(nèi)排水正常及設備安全運行。雨水泵出現(xiàn)的故障具有一定的代表性和普遍性，托電16LKXA-16型雨水泵的此次故障檢修經(jīng)驗對于分析和處理同類型泵出現(xiàn)的類似問題可以作為經(jīng)驗借鑒。

參考文獻

[1]16LKXA-16型雨水泵安裝使用說明書

[2]王洪旗主編. 泵與風機.中國電力出版社， 2012 （04）

作者簡介：劉建國，男，助理工程師，內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電廠檢修部化水班技術員。