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给水泵推力瓦温度高的原因分析及对策研究

发表时间：2020/8/4 来源：《电力设备》2020年第8期作者：韩晓冬

[导读] 摘要：为了解决大型火力发电厂给水泵推力瓦温度经常偏高的设备缺陷，保证给水泵安全稳定经济运行，从设备工作原理、设备结构、设备检修工艺以及设备附属管路系统出发，全面分析给水泵推力瓦温度升高的原因，结合检修工作实例经验，探索并总结解决给水泵推力瓦温度经常偏高设备缺陷的方法，并提高给水泵的有效工作时间和延长给水泵的使用寿命。

        （天津蓝巢电力检修有限公司 063200）
        摘要：为了解决大型火力发电厂给水泵推力瓦温度经常偏高的设备缺陷，保证给水泵安全稳定经济运行，从设备工作原理、设备结构、设备检修工艺以及设备附属管路系统出发，全面分析给水泵推力瓦温度升高的原因，结合检修工作实例经验，探索并总结解决给水泵推力瓦温度经常偏高设备缺陷的方法，并提高给水泵的有效工作时间和延长给水泵的使用寿命。
        关键词：给水泵；推力瓦；温度异常；原因及对策
        1.给水泵轴向推力产生及平衡原理
        1.1平衡盘
        平衡盘装置由平衡盘和平衡圈组成，平衡盘装在末级叶轮后面轴上，和叶轮一起转动。平衡圈固定在出水段泵体上，平衡盘左边和末级叶轮出口相通，右边则通过一接管和泵的吸入口相连。因此，平衡盘右边的压力接近于泵入口液体的压力，平衡盘左边的压力小于末级叶轮出口压力，高压液体能通过平衡盘与平衡圈之间的间隙回流至泵的吸入口，在平衡盘两侧产生一个平衡力。泵正常运行时，随着轴向推力大小的变化，平衡盘与平衡环之问间隙相应增大或减小，使平衡盘两边的压差相应减小或增大，从而推动平衡盘及整个转子向左或向右移动，自动平衡轴向力，达到新的平衡。
        1.2平衡鼓
        平衡鼓装在轴的末级叶轮后面，其在固定于大端盖上的节流衬套内旋转，平衡鼓右边为平衡室，通过平衡管将平衡室与第一级叶轮前的吸入室连通。因此，平衡室内的压力很小，而平衡鼓左边是末级叶轮的背面泵腔，腔内压力比较高。平衡鼓外圆表面与泵体上的平衡套之间有很小的间隙，使平衡鼓的两侧可以保持较大的压力差，以此来平衡部分轴向推力。
        1.3推力轴承
        在推力轴承的推力盘两侧各安装若干推力瓦块，根据轴向推力的方向分为工作瓦块和非工作瓦块，通过推力盘与推力瓦块的接触来消除未完全平衡掉的轴向推力，在推力轴承内充满了润滑油，推力盘旋转产生的热量由润滑油带走，使推力瓦保持在合格的温度范围内。通常平衡鼓和平衡盘能平衡90-95%左右的轴向推力，未完全平衡掉的轴向推力则由推力轴承来承受。

        2.给水泵推力瓦温度高的原因分析
        给水泵推力瓦温度高是一个易发、频发的设备缺陷，推力瓦温度高原因多且复杂。如剩余不平衡力过大、油量不够或分配不均、推力间隙超标等等；检修工艺不细致也会使推力瓦温度升高，如推力瓦各瓦块不平整、推力负荷不均、只有部分推力瓦块严重时仅一块瓦承载剩余不平衡力。检修工作中应杜绝因推力瓦块的原因使推力瓦温度升高，在实际工作中可从四方面去查找原因，研究对策，如表1所示。
        3.给水泵推力瓦温度升高的有效处理
        3.1油质
        可选用厂家推荐的规格型号即#32透明油，油应干净不含水份和颗粒等杂物，定期检测化验。如有颗粒等杂物应及时清洗或更换油滤网，如油中带水应及时对冷油器进行查漏并处理。电泵工作油冷油器查漏应用如下方法：放尽油侧存水，否则是水查水，查不出漏点；重新将偶合器的油位补油到正常工作油位，否则冷油器油位不满无介质，查不出漏点；保持辅助油泵运行2至4小时就可查出全部漏点。
        3.2平衡装置
        给水泵转子总的轴向推力主要由平衡装置平衡，平衡装置的健康状态工作功效直接决定推力瓦的工作温度，平衡装置失效推力瓦肯定会烧坏，严重时还会损坏推力盘。平衡盘与平衡盘衬套的径向间隙b最佳值为0.41mm。b值太小容易发生动静摩擦，影响给水泵的安全运行；b值过大，减压槽的环形面积就会减小，每个环形面积产生的力就会减少，总平衡力就会减小，给水泵转子总的轴向推力就会增加，推力瓦温度必然升高。b值超过0.50mm可以考虑更换，b值超过0.60mm必须更换。
        3.3推力瓦间隙过小
        在汽泵的安装过程中，若由于制造、安装质量不良，或者由于推力瓦块磨损变形等原因，造成推力瓦间隙过小，将会导致润滑油不能被旋转的推力盘带到推力瓦块的末端，造成油膜无法正常建立，从而导致推力瓦块与推力盘磨碰，造成推力瓦温度升高，甚至烧损。
        宏观检查推力瓦块表面，各瓦块乌金上的工作印痕大小是否相等，接触点是否均匀，必要时进行修刮。瓦块乌金钝暗面超过乌金面积一半时应更换。着色检查乌金有无夹渣、裂纹、气孔、划痕、烧伤、脱胎等。测量推力瓦每块瓦块的厚度，并做好记录，并将每块瓦块的厚度同上次检修记录作比较，确认每块瓦块乌金表面的磨损量和磨损速度，过大过快应查明原因，不应超过0.02mm差值。推力间隙偏小，油温长期偏高，润滑油粘度大和含颗粒都会加快推力瓦乌金的磨损速度。各瓦块厚度差不超过0.02mm，确保一整圈瓦块的平整度。
        4.案例分析
        某厂660MW 超超临界机组仅配置了一台100%负荷的汽动给水泵，生产厂家为上海KSB 泵业有限公司，这是一台CHTD8/5 型卧式多级筒型离心泵，轴功率为26298kW，额定流量2549t/h，总扬程3732.2m，额定工作转速5106r/min。汽动给水泵正常运行时，其轴向推力由平衡鼓、平衡盘和推力轴承共同承担。
        在投产前的调试过程中，该泵非工作面推力瓦温度一直偏高，尤其是转速3500r/min 以上时，非工作面推力瓦温度快速上涨至80℃以上，甚至逼近保护跳闸值（90℃），严重影响机组的带负荷调试试验，并威胁机组投产后的安全稳定运行，通过对推力瓦温度高的原因展开分析，发现故障在于平衡鼓与平衡套之间间隙过小。
        针对平衡鼓与平衡套之间间隙过小这一问题，该厂经过分析讨论，采取了如下措施：①对平衡鼓与平衡套安装情况进行检测，发现安装工艺符合要求。②在平衡室与给水泵入口联通管上加装手动门，用以调整平衡回水流量，当汽动给水泵高转速运行，平衡鼓前后压差过大，产生的平衡力过大而造成非工作面推力瓦块温度过高时，可以通过调节手动门开度大小来调节平衡鼓前后压力差，降低平衡鼓产生的平衡力，从而减小推力瓦非工作面的受力，达到降低推力瓦温的目的。
        经过处理后，将汽泵启动冲转至3500r/min，通过调整平衡回水流量，汽泵非工作面推力瓦温度稳定在55℃左右，将机组负荷带到满负荷，汽泵转速在4800r/min 左右，给水流量2150t/h，汽泵工作面和非工作面推力瓦温度分别为58℃、61℃左右，均为正常工作温度，汽动给水泵推力瓦温度高缺陷消除。
        结语
        在查找分析给水泵推力瓦温度升高的原因时，要按照“推力瓦温度升高原因与处理方法一揽表”逐项分析，并结合给水泵运行参数的变化。在制定解决方案时，要查阅设备档案和检修记录。在实施方案时，要严格执行各项技术标准。只有这样，才能够有效提高给水泵推力瓦的运行效率。
        参考文献
        [1]李庆华.给水泵推力瓦温度高的原因分析及对策研究[J].价值工程,2014.
        [2]龚桂华.汽动锅炉给水泵推力瓦温度高的原因分析及处理[J].水泵技术,2015.
        [3]王涛.汽动给水泵非工作瓦温度高的原因分析及防范措施[J].河北电力技术,2016.