多級(jí)離心式供油泵故障分析及檢修方案

引言

在火力發(fā)電廠中,一般使用柴油進(jìn)行鍋爐點(diǎn)火、助燃操作,由于燃油系統(tǒng)不間斷循環(huán),故供油泵的運(yùn)行情況直接關(guān)系到燃油系統(tǒng)能否安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。本文就多級(jí)離心式供油泵因水平振動(dòng)超限導(dǎo)致的設(shè)備故障進(jìn)行了原因分析,并提出了相應(yīng)的檢修方案。

1設(shè)備概況

姚電公司6臺(tái)燃煤機(jī)組共用一套燃油系統(tǒng),該系統(tǒng)安裝了4臺(tái)由四川自貢勝達(dá)油泵設(shè)備制造公司生產(chǎn)的80AY50-8型多級(jí)離心泵,采用變頻運(yùn)行方式。

供油泵為徑向剖分節(jié)段式結(jié)構(gòu),由穿杠將吸入段、中段、吐出段連成一體,裝在軸上的葉輪、平衡盤等零件組成泵轉(zhuǎn)子。軸向力由平衡盤和推力軸承平衡。軸承采用徑向滑動(dòng)軸承和向心推力球軸承,軸承采用水冷卻方式,軸封采用機(jī)械密封方式。80AY50-8型多級(jí)離心泵結(jié)構(gòu)如圖1所示。泵通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)直連,轉(zhuǎn)向從電機(jī)側(cè)看為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。其主要性能參數(shù)為:額定流量54m3/h,額定揚(yáng)程378m,必需汽蝕余量3.2m,效率61%,葉輪直徑200mm,電機(jī)功率132kw,額定轉(zhuǎn)速2970r/min。

圖1#0AY50-#型多級(jí)離心泵結(jié)構(gòu)圖

2供油泵故障現(xiàn)象及原因分析

經(jīng)長(zhǎng)周期運(yùn)行,#2供油泵兩側(cè)軸承座水平振動(dòng)均達(dá)到0.1mm,伴有異音。解體檢查發(fā)現(xiàn),首級(jí)導(dǎo)葉定位銷脫落,導(dǎo)葉旋轉(zhuǎn)、導(dǎo)葉與中段軸向間隙0.5mm左右,推力側(cè)滑動(dòng)軸承軸瓦磨損、脫胎,如圖2所示,首級(jí)葉輪磨損,如圖3所示,平衡軸套磨損,泵軸彎曲度0.12mm。

圖3軸瓦脫胎

圖3首級(jí)葉輪磨損

分析故障原因:(1）導(dǎo)葉與中段軸向間隙超標(biāo),造成導(dǎo)葉與中段隔板平面被高速液體沖刷,增加液體泄漏量,降低泵的效率,工況變化負(fù)載沖擊銷釘,造成銷釘疲勞斷裂,使動(dòng)靜部件摩擦損壞。(2）設(shè)備加工工藝不合格。固定銷釘與導(dǎo)葉配合松動(dòng),中段銷孔大,銷釘與中段配合間隙為4mm。檢查庫(kù)存?zhèn)浼瑯影l(fā)現(xiàn)導(dǎo)葉與中段之間的徑向、軸向間隙較大,其軸向間隙為0.22mm。(3）葉輪與導(dǎo)葉間隙增大到3mm(標(biāo)準(zhǔn)間隙0.5mm）:泵殼體與導(dǎo)葉間隙增大到6mm(標(biāo)準(zhǔn)間隙2mm）,導(dǎo)致供油泵工作狀況惡化,油泵效率嚴(yán)重下降,直至無(wú)法維持運(yùn)行。(4）固定銷釘強(qiáng)度不夠。

3供油泵的檢修與性能恢復(fù)

根據(jù)多級(jí)泵的工作原理、構(gòu)造及檢修工藝、相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),我們制定了如下檢修方案:

3.1零部件修復(fù)

(1）首先清洗各零部件,根據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),核對(duì)各部件規(guī)格尺寸。

（2）重新加工固定銷釘,銷釘與中段配合要過(guò)盈0.02～0.04mm,與導(dǎo)葉配合間隙為0.08～0.10mm。導(dǎo)葉與中段的徑向間隙標(biāo)準(zhǔn)為0.04～0.06mm。

（3）用壓鉛絲法測(cè)量導(dǎo)葉在中段內(nèi)軸向間隙,在導(dǎo)葉背面沿圓周方向,盡量靠近外緣均勻地鉆4個(gè)孔,加上紫銅釘,紫銅釘長(zhǎng)度為間隙值加0.5mm,這樣各中段壓緊后,導(dǎo)葉具有一定的預(yù)緊力。

(4）更換軸瓦,泵軸各部分尺寸符合要求,接觸部位光滑,將軸瓦與軸磨合著色、刮研,下瓦接觸角852,上瓦頂間隙留0.18mm。

（5）更換首級(jí)葉輪及平衡軸套。

（6）泵軸校直,彎曲度<0.05mm。

3.3裝配

裝配時(shí),導(dǎo)葉進(jìn)口中心必須和葉輪出口中心對(duì)正,轉(zhuǎn)子、定子各部間隙均勻,否則會(huì)降低供油泵效率。

3.2.1試裝轉(zhuǎn)子

3.2.1.1試裝的意義

轉(zhuǎn)子試裝能提高水泵組裝質(zhì)量,有效消除轉(zhuǎn)子的緊態(tài)晃度,確定各葉輪間的軸向距離,使各葉輪和導(dǎo)葉的流道中心都能對(duì)正,確定調(diào)整套的尺寸。試裝前,復(fù)檢部件規(guī)格尺寸,保證各部件可靠可用。試裝好的轉(zhuǎn)子部件支撐在V型鐵上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),檢查各零件的徑向跳動(dòng)和端面晃動(dòng),各葉輪密封環(huán)外圓和平衡盤外圓徑向跳動(dòng)允差≤0.04mm,軸套外圓徑向跳動(dòng)允差≤0.05mm,平衡盤端面跳動(dòng)允差≤0.04mm。

3.2.1.2轉(zhuǎn)子試裝的步驟

(1）各葉輪配鍵,防止出現(xiàn)鍵與軸套配合不良的現(xiàn)象,

(2）檢查密封件安裝是否到位,旋緊鎖緊螺母,標(biāo)記出口側(cè)鎖緊螺母至軸端的尺寸,正式組裝以此為依據(jù)。

(3）標(biāo)記泵軸方位,旋緊軸套鎖緊螺母,力矩適當(dāng),以各套裝部件無(wú)間隙,不產(chǎn)生晃動(dòng)為準(zhǔn),使用百分表測(cè)量轉(zhuǎn)子晃動(dòng)值、徑向跳動(dòng)值,根據(jù)晃動(dòng)值調(diào)整各部件排序,若徑向跳動(dòng)值超標(biāo),需再次檢查各套裝部件端面跳動(dòng)值,直至各數(shù)據(jù)符合要求,測(cè)量完畢松開(kāi)鎖緊螺母,再次測(cè)量按標(biāo)記重復(fù)緊固鎖緊螺母。

(4）檢查各級(jí)葉輪出水口中心距離是否相符,測(cè)量末級(jí)葉輪至平衡盤間隙以確定調(diào)整套尺寸。

3.2.2組裝供油泵

按順序回裝各部件,回裝一級(jí)葉輪時(shí)使葉輪緊靠軸套,移動(dòng)泵軸時(shí),一級(jí)葉輪出口中心與其導(dǎo)葉進(jìn)口中心保持一致,在泵軸與填料壓蓋端面處標(biāo)記,用于檢查導(dǎo)葉與葉輪是否對(duì)中。裝入中段前加紙墊片,按順序裝入中段、二級(jí)葉輪、擋套、三級(jí)葉輪、泵殼及螺栓,最后鎖緊平衡盤。

平衡盤貼緊平衡環(huán)后,檢查泵軸前端的標(biāo)記,若標(biāo)記不符,需調(diào)整平衡盤輪轂與末級(jí)葉輪輪轂之間的墊片厚度。

推力軸承為背靠背安裝,測(cè)量軸承壓蓋的凸臺(tái)與滾動(dòng)軸承的外座圈沿軸向留有0.20mm竄動(dòng)間隙(標(biāo)準(zhǔn)值為0.13～0.22mm）。

3.3試運(yùn)行

供油泵裝配完成后,異音消除,運(yùn)行平穩(wěn),出口壓力為2.55MPa,振動(dòng)值如下:

(1）驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)值:水平0.031mm、垂直0.060mm、軸向0.005mm:

(2）非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)值:水平0.048mm、垂直0.014mm、軸向0.005mm。

4結(jié)語(yǔ)

本次檢修減小了導(dǎo)葉軸向間隙,增大了固定銷釘強(qiáng)度及銷釘配合緊力,從根本上消除了設(shè)備缺陷,使供油泵運(yùn)行正常,滿足長(zhǎng)周期運(yùn)行需求。