锅炉给水泵振动大原因分析及对策

2023-03-09

一、锅炉给水泵结构分析

一般来说锅炉给水泵就是向锅炉汽包打水, 通常都是由汽包液位带回路进行控制, 汽包内的蒸汽输送至用气设备, 同时也带走了一定的水, 所以需要借助锅炉给水进行补充水, 保证液压设备维持操作所需的水位。

单壳体节段式多级离心泵是比较常见的泵型, 具体包括四个部分:定子、转子、轴承与轴封。

定子部分:具体包含了进水段、中段、出水段以及导叶, 通过穿杠拉紧各段, 组成了工作室。其吸入与吐出口全部保持向上垂直。采用金属对各段静止结合面进行密封, 同时辅助密封采取O型密封圈。

转子部分:具体包括了轴、叶轮、平衡鼓以及轴套等, 轴传递动力至叶轮促使其进行工作;平衡鼓的作用是对轴向力进行平衡, 能够替换的轴套安装在轴上可以很好对其进行保护。

轴承部分:具体包含了轴承体、轴承盖以及滑动轴承, 其中轴承体在非联轴器位置还安装了两个背靠背配置的单列向心推力球轴承, 避免过度对平衡鼓进行磨损, 滑动轴承采用稀润滑油, 轴承体设置了冷却腔, 能够外供水对轴承进行冷却。

轴封部分:密封采取了软填料, 具体包括了轴承架上的密封函体、填料、填料环、水填料压盖等。当具有压力的外来水进入密封腔时, 发挥了水封、水冷却与润滑的功能, 同时由于水冷填料压盖对冷却水进行了外供操作, 向轴承方向传递的热量被截断。综合操作要求, 也能够采取平衡型机械密封。

二、锅炉给水泵振动大的原因分析

1. 运行之前没有暖泵

锅炉给水泵长期没有运行, 之前没有实施必要的暖泵操作, 当泵体内被注入高温液体之后, 转子温度迅速升高, 在静止状态下主轴受热不均匀, 出现了不同的膨胀变形, 缩短了转子与定子之间的径向间隙, 当转子发生旋转时极有可能摩擦定子, 造成了泵体的振动。

2. 较小的口环间隙

口环主要功能是避免各级之间出现较大的漏损。口环间隙小, 当介质中还有杂质时, 则会造成磨损, 从而造成振动。合理设置口环间隙不仅可以促使盘车更加省力, 在启停泵过程中有效阻止了定子和转子发生碰撞, 最重要的是确保泵在操作过程中出现的压力与流量正常。

3. 平衡盘间隙与止推轴承间隙超标

多级泵由于出入口压差较大, 因此存在着较大的轴向力, 该部分轴向力的平衡主要通过平衡盘进行平衡, 残余的部分轴向力由止推轴承进行平衡。

首先平衡盘与平衡座的间隙对泵振动的影响。 (1) 平衡盘径向间隙理论上越小越好, 但是过小会造成动静不见发生摩擦, 从而导致泵振动;如果过大, 则会造成末级向平衡室漏液, 无法正常平衡轴向力, 使得转子在泵体内窜动, 引起泵振动。 (2) 平衡盘轴向间隙是确保泵在启动时, 平衡盘不会直接与平衡座摩擦, 如果该轴向间隙太小甚至为零时, 会导致平衡盘与平衡座直接摩擦而造成泵振动。

其次止推间隙超标对泵振动的影响。锅炉给水泵转子在运行中转子自行平衡, 平衡中要发生窜动, 窜动时, 止推轴承也会跟着窜动, 从而实现轴向力平衡, 如果止推间隙过大, 转子将无限制向低压端窜动, 致使泵体内部动静部件发生碰撞造成泵振动;如果止推间隙过小, 窜动中止推轴承外圈将与轴承压盖发生碰撞摩擦, 造成泵振动。

4. 转子动不平衡

影响泵转子不平衡的因素有转子系统出现的质量偏心和缺损的转子零部件。导致转子质量偏心的因素是转子的制造及装配误差、不均匀的材质等, 也可称其为初始不平。主要在设计、制造和安装阶段发生初始不平衡;缺损转子零部件是指在转子工作过程中, 由于磨损、腐蚀以及转子受到疲劳力的影响, 局部损坏或者脱落了转子的零部件。当重组输送油浆时, 在泵转子上介质非常容易出现结焦, 进一步带来了转子的失衡。

三、锅炉给水泵振动大解决对策

1. 对泵体进行预热

在泵体每一次运行之前要积极对泵体实施暖泵, 迅速利用排气阀将泵体中的热气排出, 有效避免了转子出现的热变形。同时在对泵体进行设计时出现了轴向膨胀滑销问题, 这一问题在维修阶段被忽略, 预热泵体时可以将地脚螺栓拧松, 当预热充足之后再将螺栓把紧, 这样便对轴向热力有效进行了消除。

2. 加大口环间隙

对泵的各级叶轮口环与壳体口环间隙, 应当严格把关, 一律按照设备随机资料提供的间隙值进行调整。多级泵口环间隙将随口环外径的大小而变化。应根据口环外径测量值选取合适的间隙值。

3. 调整止推间隙, 保证平衡盘窜量

在操作多级泵时, 轴向力和平衡装置的作用使得泵转子实现动态平衡。由于轴向力的作用造成转子不断发生左右窜动, 通常窜动量为0.1-0.15mm。液体自末级流出体现了一定的压力, 利用平衡盘和间隙快速进入平衡腔, 平衡盘之后利用平衡管与泵的入口进行连接, 此时压力近似于入口压力。平衡盘由于产生了两侧不同的压力致使出现了向后的轴向推力, 这就是平衡力。因为轴向力和平衡力二者方向是相反的, 所以促使叶轮自行平衡了轴向推力。当叶轮轴向推力超过平衡力时, 泵转子将会向入口位置进行移动, 存在的惯性形成了超过限度的移动, 对平衡盘轴和间隙之间的过量有效进行了缩减。随之也降低了泄漏量, 对平衡室存在的压力有效进行了提升, 快速加大了平衡力, 当平衡力超过叶轮的轴向推力时在出口位置又出现了转子。同时, 由于惯性的存在, 平衡盘的轴向间隙被不断增大, 造成平衡力比轴向推力小, 转子移动至入口位置, 上述步骤不断重复连续。在装配中, 只有积极调整止推间隙才能有效控制平衡产生的轴向窜量, 也就是使得止推窜量数值比平衡盘窜量小进一步确保平衡盘不会摩擦平衡座。在维修工作中, 利用测量车削轴承压盖进一步调节止推间隙, 最终使设备确保正常运行。