多级离心式供油泵故障分析及检修方案

引言

在火力发电厂中,一般使用柴油进行锅炉点火、助燃操作,由于燃油系统不间断循环,故供油泵的运行情况直接关系到燃油系统能否安全经济运行。本文就多级离心式供油泵因水平振动超限导致的设备故障进行了原因分析,并提出了相应的检修方案。

1设备概况

姚电公司6台燃煤机组共用一套燃油系统,该系统安装了4台由四川自贡胜达油泵设备制造公司生产的80AY50-8型多级离心泵,采用变频运行方式。

供油泵为径向剖分节段式结构,由穿杠将吸入段、中段、吐出段连成一体,装在轴上的叶轮、平衡盘等零件组成泵转子。轴向力由平衡盘和推力轴承平衡。轴承采用径向滑动轴承和向心推力球轴承,轴承采用水冷却方式,轴封采用机械密封方式。80AY50-8型多级离心泵结构如图1所示。泵通过联轴器与电机直连,转向从电机侧看为逆时针旋转。其主要性能参数为:额定流量54m3/h,额定扬程378m,必需汽蚀余量3.2m,效率61%,叶轮直径200mm,电机功率132kw,额定转速2970r/min。

图1#0AY50-#型多级离心泵结构图

2供油泵故障现象及原因分析

经长周期运行,#2供油泵两侧轴承座水平振动均达到0.1mm,伴有异音。解体检查发现,首级导叶定位销脱落,导叶旋转、导叶与中段轴向间隙0.5mm左右,推力侧滑动轴承轴瓦磨损、脱胎,如图2所示,首级叶轮磨损,如图3所示,平衡轴套磨损,泵轴弯曲度0.12mm。

图3轴瓦脱胎

图3首级叶轮磨损

分析故障原因:(1）导叶与中段轴向间隙超标,造成导叶与中段隔板平面被高速液体冲刷,增加液体泄漏量,降低泵的效率,工况变化负载冲击销钉,造成销钉疲劳断裂,使动静部件摩擦损坏。(2）设备加工工艺不合格。固定销钉与导叶配合松动,中段销孔大,销钉与中段配合间隙为4mm。检查库存备件同样发现导叶与中段之间的径向、轴向间隙较大,其轴向间隙为0.22mm。(3）叶轮与导叶间隙增大到3mm(标准间隙0.5mm）:泵壳体与导叶间隙增大到6mm(标准间隙2mm）,导致供油泵工作状况恶化,油泵效率严重下降,直至无法维持运行。(4）固定销钉强度不够。

3供油泵的检修与性能恢复

根据多级泵的工作原理、构造及检修工艺、相关技术标准,我们制定了如下检修方案:

3.1零部件修复

(1）首先清洗各零部件,根据质量标准,核对各部件规格尺寸。

（2）重新加工固定销钉,销钉与中段配合要过盈0.02～0.04mm,与导叶配合间隙为0.08～0.10mm。导叶与中段的径向间隙标准为0.04～0.06mm。

（3）用压铅丝法测量导叶在中段内轴向间隙,在导叶背面沿圆周方向,尽量靠近外缘均匀地钻4个孔,加上紫铜钉,紫铜钉长度为间隙值加0.5mm,这样各中段压紧后,导叶具有一定的预紧力。

(4）更换轴瓦,泵轴各部分尺寸符合要求,接触部位光滑,将轴瓦与轴磨合着色、刮研,下瓦接触角852,上瓦顶间隙留0.18mm。

（5）更换首级叶轮及平衡轴套。

（6）泵轴校直,弯曲度<0.05mm。

3.3装配

装配时,导叶进口中心必须和叶轮出口中心对正,转子、定子各部间隙均匀,否则会降低供油泵效率。

3.2.1试装转子

3.2.1.1试装的意义

转子试装能提高水泵组装质量,有效消除转子的紧态晃度,确定各叶轮间的轴向距离,使各叶轮和导叶的流道中心都能对正,确定调整套的尺寸。试装前,复检部件规格尺寸,保证各部件可靠可用。试装好的转子部件支撑在V型铁上进行转动,检查各零件的径向跳动和端面晃动,各叶轮密封环外圆和平衡盘外圆径向跳动允差≤0.04mm,轴套外圆径向跳动允差≤0.05mm,平衡盘端面跳动允差≤0.04mm。

3.2.1.2转子试装的步骤

(1）各叶轮配键,防止出现键与轴套配合不良的现象,

(2）检查密封件安装是否到位,旋紧锁紧螺母,标记出口侧锁紧螺母至轴端的尺寸,正式组装以此为依据。

(3）标记泵轴方位,旋紧轴套锁紧螺母,力矩适当,以各套装部件无间隙,不产生晃动为准,使用百分表测量转子晃动值、径向跳动值,根据晃动值调整各部件排序,若径向跳动值超标,需再次检查各套装部件端面跳动值,直至各数据符合要求,测量完毕松开锁紧螺母,再次测量按标记重复紧固锁紧螺母。

(4）检查各级叶轮出水口中心距离是否相符,测量末级叶轮至平衡盘间隙以确定调整套尺寸。

3.2.2组装供油泵

按顺序回装各部件,回装一级叶轮时使叶轮紧靠轴套,移动泵轴时,一级叶轮出口中心与其导叶进口中心保持一致,在泵轴与填料压盖端面处标记,用于检查导叶与叶轮是否对中。装入中段前加纸垫片,按顺序装入中段、二级叶轮、挡套、三级叶轮、泵壳及螺栓,最后锁紧平衡盘。

平衡盘贴紧平衡环后,检查泵轴前端的标记,若标记不符,需调整平衡盘轮毂与末级叶轮轮毂之间的垫片厚度。

推力轴承为背靠背安装,测量轴承压盖的凸台与滚动轴承的外座圈沿轴向留有0.20mm窜动间隙(标准值为0.13～0.22mm）。

3.3试运行

供油泵装配完成后,异音消除,运行平稳,出口压力为2.55MPa,振动值如下:

(1）驱动端振动值:水平0.031mm、垂直0.060mm、轴向0.005mm:

(2）非驱动端振动值:水平0.048mm、垂直0.014mm、轴向0.005mm。

4结语

本次检修减小了导叶轴向间隙,增大了固定销钉强度及销钉配合紧力,从根本上消除了设备缺陷,使供油泵运行正常,满足长周期运行需求。