立式长轴泵运行故障解决

2022-09-10

我厂#1、#2汽轮发电机组3台工业水回收水泵 (其主要作用是将机组辅机冷却水等杂项用水回收) , 型号:TDL 0457.288, 额定流量:140m3/h, 扬程:18.9m, 轴功率:10.35kw, 转速:1480r/min, 水泵由沈阳天达泵业有限公司生产。2006年7月投产运行, 在运行一年中, 每台泵机械密封平均损坏4次, 出现水泵不打水故障6次, 给机组系统的安全运行带来隐患。

1 问题分析

针对以上情况, 我们对水泵结构进行了认真分析, 该泵泵体较长, 泵轴分为上下两部分, 通过固定套和卡套连接 (如图1所示) , 上下泵轴总长度为3.9m。

通过分析, 造成以上故障的原因主要有以下两点。

(1) 水泵运行过程中, 泵轴圆周晃动较大, 导致固定套承受载荷过大, 造成固定套沿键槽轴向开裂, 固定套不能够径向固定泵轴, 损坏机械密封, 并且水泵不能正常打水。 (2) 流体中含有固体颗粒较多, 固体颗粒进入机械密封端面, 划伤或加快了密封端面的磨损, 水垢在轴套表面的堆积速度超过摩擦副的磨损速度, 致使动环不能补偿磨耗位移。另外, 固体颗粒也会嵌入石墨密封环的密封面内, 导致机械密封不能很好的工作, 机械密封损坏, 发生泄漏。

固定套损坏是造成水泵不能正常工作和机械密封损坏的根本原因, 水泵输送介质也不能很好的满足机械密封工作要求, 机械密封运行工况较差也是造成机械密封损坏过快的原因。因此, 决定对固定套和机械密封进行改造。

3 改造方案

3.1 固定套的改造

重新加工制作固定套, 增加键槽深度, 提高键槽承受载荷能力。通过查询《机械设计手册》, Φ50mm轴径配键尺寸为:14mm×9mm, 毂槽深度为3.8mm。原固定套壁厚为6mm, 如要满足键槽深度3.8mm, 键槽侧壁厚仅为2.2mm, 不能满足承载负荷的要求。如果增加固定套壁厚, 则必须改变固定套外侧护管内径, 因此根据标准尺寸制作固定套, 再根据固定套尺寸, 对护管进行部分改造, 将护管部分截去, 加工配件替代护管。改造部分结构如图2所示, 护管安装到位后, 与加工件1焊接, 为便于安装固定套, 加工件分为两部分, 可分别拆除。

3.2 机械密封改造方案

原机械密封传动座保留弹簧作为填料补偿, 加工制作填料环, 根据实际尺寸将原机械密封压盖改为填料密封压盖, 并为填料密封制作冷却水, 改造后结构如图3所示。

4 改造后水泵运行效果分析

(1) 通过对固定套的改造, 延长了水泵运行周期, 彻底消除了水泵不打水的现象。水泵运行半年多来, 未发生不打水故障。 (2) 将机械密封更换为填料密封, 运行半年多来仅更换填料一次。可见, 将机械密封改为填料密封, 更适合水质较差的运行工况。 (3) 对于立式长轴泵来说, 由于其结构限制, 无论是对水泵进行检修, 还是更换机械密封, 都需要将水泵整体从水池内吊出 (安装高度4m) , 这样造成检修工作量较大。通过此次改造, 降低了检修人员劳动强度。 (4) 未改造前, 水泵故障率较高, 一旦水泵出现故障, 必须立即向水池内临时安装潜水泵, 严重威胁机组系统的安全运行。通过改造水泵故障率降低, 保证了机组系统的安全运行。