凝泵推力軸承溫度過高的原因分析與處理

凝泵推力軸承溫度過高的原因分析與處理
摘要： 分析凝泵軸承溫度過高的原因，提出相應(yīng)的對策，取得了滿意的效果。
關(guān)鍵詞： 推力軸承 溫度高 處理
長興電廠的兩臺125 MW機(jī)組共有4臺12NL－160型凝泵，都為筒袋式立式多級離心泵。由上海水泵廠制造。其設(shè)計技術(shù)規(guī)范流量Q＝355m3／h，揚(yáng)程H＝158 m，轉(zhuǎn)速n＝1500r／min。
　　4臺凝泵自1992年投入運(yùn)行后，在每年的高溫季節(jié)，都要出現(xiàn)軸承回油溫度接近甚至超過70℃的現(xiàn)象，引起推力瓦磨損，嚴(yán)重時甚至燒瓦。經(jīng)常被迫切換至備泵運(yùn)行，甚至影響整臺機(jī)組的正常運(yùn)行。特別是在1999年3月時，軸承回油溫度就高達(dá)68℃。而當(dāng)時的環(huán)境溫度只有20℃左右，溫升高達(dá)48℃，超過了廠家的正常要求。因此，對這臺泵進(jìn)行了詳細(xì)檢查，并作了改進(jìn)，取得了較好的效果。
1 原因分析及對策

　　 由于該故障從投產(chǎn)后就存在，而且經(jīng)過大修也沒能消除，所以可以排除設(shè)備本身的原因和檢修引起的因素。經(jīng)過分析有以下兩種原因：

（1）泵的軸承冷卻效果差

　　 該泵軸承由油潤滑冷卻，油又通過內(nèi)置表面式冷卻器冷卻。該冷卻器材料為紫銅管，冷卻介質(zhì)是循環(huán)水。冷卻效果差又有兩方面原因。一是冷卻器管壁表面結(jié)垢，傳熱差。二是冷卻水量小。針對這兩點可以分別采取更換冷卻器和提高冷卻水壓力及增大冷卻水管管徑的方法。

（2）泵的推力軸承實際受力太大

　　 軸承溫度升高主要是由于推力瓦與推力盤磨擦所引起。而這磨擦力的大小直接取決于推力軸承的受力。溫度升高說明推力軸承的受力過大。因此要使軸承溫度下降就應(yīng)該設(shè)法降低推力軸承的受力。該泵由于是單向吸水的，葉輪吸水側(cè)的壓力低于排水側(cè)的壓力，因而在葉輪兩側(cè)產(chǎn)生壓力差，形成朝向吸水側(cè)的軸向推力。這個軸向推力由平衡鼓和推力軸承共同承受。因此，可以通過增加平衡鼓受力和減小葉輪軸向推力的方法來減小推力軸承的受力。
平衡鼓的工作原理是靠兩端的壓差產(chǎn)生一個與葉輪相反方向的力來平衡泵所產(chǎn)生的軸向推力。它按以下計算：
F＝10 Pπ（R2－r2）??
式中P－壓差，m；
??????? R－平衡鼓外徑，cm；
??????? r－平衡鼓內(nèi)徑，cm。

　　 從式中可以看出，只要增加平衡鼓的外徑就可以達(dá)到增加軸向推力的作用。根據(jù)設(shè)備本身情況，可以將原有平衡鼓外鑲一套圈，使外徑增加12 mm，理論計算可增加561 kg承受力。

　　 泵葉輪兩側(cè)產(chǎn)生的壓差形成的軸向推力，計算經(jīng)驗公式是：
F＝9．8 nkH1γπ（R12－R22）??
式中F－水泵的軸向力，N；
??????? n－水泵葉輪個數(shù)；
??????? H1－單級揚(yáng)程，m；
??????? γ－液體的重度，kg／m3；
??????? R1－口環(huán)半徑，m；
??????? R2－水泵葉輪輪轂半徑，m；
?????? k－與比轉(zhuǎn)速度有關(guān)的經(jīng)驗系數(shù)。

　　從式中可以看出，只要減小揚(yáng)程H1，就可以使軸向推力下降。我們仔細(xì)核對了該泵的實際運(yùn)行參數(shù)，發(fā)現(xiàn)揚(yáng)程比設(shè)計值略高19．6 kPa，流量在機(jī)組滿負(fù)荷工況下尚有余量。因此，可以根據(jù)葉輪車削定律采取車小葉輪的方法降低泵的出口壓力，從而減小泵的軸向推力。該泵有五級葉輪，為了避免對泵的流量產(chǎn)生較大的影響，車小末級葉輪。具體計算如下：（泵出口壓力降低19．6 kPa）??
　　首先計算泵的比轉(zhuǎn)速：