黃獻(xiàn)華

(新疆華電紅雁池發(fā)電有限責(zé)任公司，新疆 烏魯木齊 830047)

1 給水泵的軸向力及平衡裝置

在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，由于液體是從給水泵的吸入側(cè)(驅(qū)動(dòng)端)吸入，使作用在各葉輪吸入端(驅(qū)動(dòng)端)和吐出端(自由端)的壓力不相等，從而產(chǎn)生一個(gè)指向給水泵吸入側(cè)并與軸平行的軸向力。在運(yùn)行工況下，給水泵的軸向力很大(可以達(dá)到幾十千牛甚至幾百千牛)，如果不平衡該軸向力，給水泵轉(zhuǎn)子就會(huì)在該力的作用下向給水泵吸入側(cè)竄動(dòng)，使給水泵動(dòng)靜部件發(fā)生摩擦而降低給水泵的效率，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致給水泵轉(zhuǎn)子、葉輪與各靜止部分咬死，造成給水泵損壞。在給水泵中設(shè)置平衡盤(pán)及推力軸承的目的是平衡給水泵的軸向力。給水泵在運(yùn)行時(shí)，通過(guò)給水泵的平衡管使平衡盤(pán)(帶平衡鼓)兩側(cè)有一個(gè)壓力差，因此，液體在平衡盤(pán)(帶平衡鼓)上有一個(gè)作用力(平衡力)。給水泵平衡力與軸向力方向相反，當(dāng)它們相等時(shí)，給水泵的軸向力被完全平衡。當(dāng)運(yùn)行工況改變時(shí)，給水泵軸向力與平衡力的相對(duì)平衡被破壞，造成給水泵轉(zhuǎn)子前后竄動(dòng)。同時(shí)在運(yùn)行慣性的作用下，當(dāng)給水泵軸向力與平衡力相等時(shí)，給水泵轉(zhuǎn)子也不會(huì)立即停止竄動(dòng)，而是繼續(xù)前后竄動(dòng)并逐漸減弱，直到在平衡位置停止。因此，隨著各工況的變化，在給水泵軸向力和給水泵平衡盤(pán)的作用下，給水泵的轉(zhuǎn)子始終處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。由于平衡盤(pán)(帶平衡鼓)的自動(dòng)平衡效果較好，因而大部分多級(jí)離心泵都采用這種結(jié)構(gòu)并與推力軸承相結(jié)合。

2 給水泵轉(zhuǎn)子總竄動(dòng)量的測(cè)定

給水泵轉(zhuǎn)子總竄動(dòng)量的測(cè)量方法:將轉(zhuǎn)子向驅(qū)動(dòng)端推到泵體密封環(huán)與葉輪口環(huán)緊密接觸后測(cè)得一個(gè)數(shù)值，將這個(gè)數(shù)值作為零點(diǎn)，再將轉(zhuǎn)子向自由端推到葉輪后蓋板緊密接觸導(dǎo)葉后測(cè)得一個(gè)數(shù)值，這2個(gè)數(shù)值之和即為給水泵的總竄動(dòng)量。

通過(guò)修前、修后的數(shù)據(jù)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，軸與葉輪之間確實(shí)存在間隙配合。實(shí)際檢查發(fā)現(xiàn)，總竄動(dòng)量、半竄動(dòng)量測(cè)量誤差達(dá)0.200～0.300 mm。針對(duì)上述情況，需采取的方法為:使用特殊工具(假軸套)固定各級(jí)葉輪，在0°，180°位置分別進(jìn)行盤(pán)軸測(cè)量，從而消除給水泵轉(zhuǎn)子總竄動(dòng)量測(cè)量誤差較大引起的工作竄動(dòng)量等一系列間隙調(diào)整不當(dāng)?shù)膯?wèn)題，解決因測(cè)量誤差造成后續(xù)工作調(diào)整錯(cuò)誤而引起的軸承振動(dòng)等問(wèn)題。

針對(duì)以上分析可以看出，檢修人員在大、小修及日常檢修維護(hù)中會(huì)習(xí)慣地認(rèn)為泵軸與葉輪內(nèi)徑是過(guò)渡配合的，給水泵轉(zhuǎn)子總竄動(dòng)量在測(cè)量中不會(huì)出現(xiàn)測(cè)量誤差。這樣，在檢修中往往不采取針對(duì)性措施，造成給水泵轉(zhuǎn)子總竄動(dòng)量出現(xiàn)較大偏差，同時(shí)造成給水泵轉(zhuǎn)子工作竄動(dòng)量在調(diào)整中出現(xiàn)較大偏差，導(dǎo)致因葉輪松動(dòng)而直接引起水泵軸承振動(dòng)增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成葉輪、平衡盤(pán)(帶平衡鼓)磨損而使轉(zhuǎn)子逐漸偏離給水泵的水口中心，使給水泵的效率下降，同時(shí)使給水泵的動(dòng)、靜部件發(fā)生摩擦而損壞給水泵。通過(guò)在高負(fù)荷情況下的振動(dòng)缺陷消除處理，解決了此種泵型存在的軸承水平振動(dòng)大的問(wèn)題。

3 平衡盤(pán)工作間隙的測(cè)量調(diào)整

CHTC5/5 SP－2型給水泵為平衡盤(pán)、平衡鼓聯(lián)合工作方式加裝推力瓦結(jié)構(gòu)，該類(lèi)型泵為5級(jí)芯包式離心泵。廠家給定的轉(zhuǎn)子總竄動(dòng)量為8.500～10.000 mm，工作竄動(dòng)量為4.250～5.000 mm，最小竄動(dòng)量為2.500mm;推力間隙為0.400～0.750mm。給水泵推力間隙應(yīng)遠(yuǎn)小于給水泵的工作竄動(dòng)量，保證推力瓦較平衡裝置先起保護(hù)作用，從而保證給水泵安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。

(1)平衡盤(pán)和平衡板軸向之間工作間隙的測(cè)量。在完成測(cè)量給水泵轉(zhuǎn)子總竄動(dòng)量和工作竄動(dòng)量并裝好各零部件組后，通過(guò)來(lái)回拉伸給水泵轉(zhuǎn)子即可測(cè)出平衡盤(pán)間隙。

(2)最佳竄動(dòng)量的選擇。隨著給水泵轉(zhuǎn)子竄動(dòng)量在運(yùn)行中的變化，當(dāng)各葉輪出口與各導(dǎo)葉入口的中心不對(duì)中時(shí)，給水泵就會(huì)脫離最佳運(yùn)行工況點(diǎn)，此時(shí)，給水泵流量下降，揚(yáng)程增大，耗電量增加，效率明顯降低。若此種運(yùn)行狀況持續(xù)下去，會(huì)導(dǎo)致平衡盤(pán)軸向嚴(yán)重磨損，使給水泵各動(dòng)靜間隙遭到破壞。因此，必須將給水泵運(yùn)行工作竄動(dòng)量調(diào)整到最佳范圍內(nèi)。對(duì)于CHTC5/5 SP－2型給水泵而言，其半竄動(dòng)量(工作竄動(dòng)量)一般取給水泵轉(zhuǎn)子中最小一級(jí)葉輪來(lái)回竄動(dòng)值的一半，以保證葉輪與導(dǎo)葉軸向進(jìn)、出口的間隙相等，從而降低給水泵的容積損失。

(3)推力間隙的測(cè)量。當(dāng)水泵工作竄動(dòng)間隙調(diào)整結(jié)束后，正確組裝平衡盤(pán)、蓋板、機(jī)械密封及軸承座、軸承下瓦，裝入推力盤(pán)、推力瓦，將轉(zhuǎn)子分別向水泵高、低壓端移動(dòng)，其竄動(dòng)量差即為推力間隙。其最佳調(diào)整量為:當(dāng)推力盤(pán)工作面與推力瓦塊接觸時(shí)，平衡盤(pán)與平衡板軸向間隙取0.225～0.400 mm。

(4)平衡盤(pán)工作間隙的調(diào)整。對(duì)于新泵，廠家已事先調(diào)好平衡盤(pán)(帶平衡鼓)的間隙，在安裝過(guò)程中必須進(jìn)行復(fù)查、確認(rèn);對(duì)于大修中的給水泵，給水泵平衡盤(pán)(帶平衡鼓)有可能在運(yùn)行中出現(xiàn)磨損，若需對(duì)平衡盤(pán)(帶平衡鼓)進(jìn)行更換，就必須對(duì)平衡盤(pán)(帶平衡鼓)間隙重新進(jìn)行測(cè)量、調(diào)整。若測(cè)得的平衡盤(pán)(帶平衡鼓)間隙值大于廠家標(biāo)準(zhǔn)，可將推力盤(pán)調(diào)整墊差值車(chē)去;若測(cè)得值小于標(biāo)準(zhǔn)，可將推力盤(pán)調(diào)整墊加上差值，然后重新測(cè)量，直至符合標(biāo)準(zhǔn)為止。

4 測(cè)量工作中的注意事項(xiàng)

(1)在給水泵檢修過(guò)程中，測(cè)量給水泵總竄動(dòng)量、工作竄動(dòng)量、推力間隙時(shí)必須保證泵體處于冷卻狀態(tài)。根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，其測(cè)得的冷、熱態(tài)差值可達(dá)0.200～0.350 mm，容易形成調(diào)整偏差，造成檢修事故。

(2)測(cè)量、調(diào)整給水泵總竄動(dòng)量及工作竄動(dòng)量時(shí)，因該型泵葉輪與泵軸幾乎處于滑合狀態(tài)，必須用專(zhuān)用工具(假軸套)固定未級(jí)葉輪，使其固定各級(jí)葉輪，以防因葉輪松動(dòng)造成測(cè)量偏差而引起水泵軸承振動(dòng)增大。

(3)選擇合適的測(cè)量工具，直尺應(yīng)平直、光滑、有一定的剛度。假軸套放置正確，軸套備帽緊力合適。測(cè)量中不得改變測(cè)點(diǎn)位置，盡量減少盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)子，防止泵軸拉毛。

5 結(jié)論

給水泵的軸向竄動(dòng)量(包含總竄動(dòng)量、半竄動(dòng)量)是給水泵檢修工作中一個(gè)很重要的技術(shù)數(shù)據(jù)，檢修中必須先測(cè)出總竄動(dòng)量，然后調(diào)整合適的工作間隙。在結(jié)合實(shí)際檢修工作經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，正確掌握檢修測(cè)量方法，杜絕因測(cè)量不準(zhǔn)造成的調(diào)整不當(dāng)問(wèn)題，才能保證給水泵的安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行，提高運(yùn)行效率。

［1］丁懷高.汽輪機(jī)汽封間隙調(diào)整方法［J］.華電技術(shù)，2010，32(3):28－30.