摘要：本文通过对1000MW机组用循环水泵振动大故障的解体检修及分析，找出了造成该循环水泵振动异常的原因。根据分析结论，对该循环水泵检修工艺及泵组结构进行全面的技术改造。解决了泵组振动大的问题，提高了循环水泵的安全稳定运行水平并延长了循环水泵的检修周期。
关键词：循环水泵；振动；轴系晃动；垂直度
引言
循环水泵是火力发电厂重要的辅机设备，直接影响循环冷却水系统及机组的安全和经济运行。但是绝大部分电厂人员却认为循环水泵转速低，即使振动偏大点也能将就着运行，所以一般导致循环水泵要么不出事故，一出事故就是大事故。还有就是检修人员对循环水泵检修工艺的不重视，导致运行周期短的问题。本文主要通过对循环水泵运行的异常情况及解体发现的设备损坏情况进行全面的分析，并且提供行之有效的检修方法来解决循环水泵振动大的问题。
1设备概况
某公司1000MW火电厂6台循环水泵均为90LKXA-22.7型立式斜流泵，流量为10.27m³/s，扬程为22.7米，最大轴向推力为57T，输送介质为海水；配套三相异步电动机，电动机功率3150KW，电压为6000V，转速为370r/min。该泵的特点是在泵外接管不拆卸的情况下，转子可单独抽出泵体外进行检修，电动机与泵直联，泵吸入口垂直向下，吐出口水平布置并在泵基础层之下。
2 循环水泵运行及解体情况
某电厂6台循环水泵运行过程中均有程度不一的异音，且振动情况均偏大。其中1B循泵投产约有1年多时间，运行有明显异音，并逐步发展。上机架水平方向测振最大值为：0.15mm/s。由于振动偏大第一次解体由该厂项目部人员进行，解体发现：三道（全部）陶瓷轴承已全部损坏，陶瓷层已冲走，下陶瓷轴承紧锁螺母松脱。因发电需要，制造厂与电厂研究决定仅更换三套新备品陶瓷轴承，全部安装完毕1B循泵启动后上机架水平振动为0.07mm/s～0.11mm/s（峰峰值），轴向振动为0.03mm/s～0.17mm/s（峰峰值）区间摆动且不稳定，试运过程中伴有明显的动静间的撞击异音。该泵试运8小时后停用，我方决定对其进行全面的解体检查。
水泵解体后发现上陶瓷轴承磨损较轻，中、下陶瓷轴承已全部损坏，陶瓷轴承、轴套均已磨损至金属部分；叶轮上、下密封环磨损，上密封磨损：8.6mm，下密封磨损：8.9mm；与叶轮密封环配合的口环（静环）有约2mm的偏磨并且脱落；对泵外接管台板水平进行测量发现水平偏差最大0.6mm/M，对外筒体垂直度测量发现进水喇叭口处最大偏差8mm。
3 导致循环水泵振动大的原因分析
3.1泵外筒体垂直度超标
循环水泵在长期运行发生基础沉降或第一次安装没调整好外筒体垂直度都有可能导致外筒体垂直度超标。造成以下后果：
（1）在外筒体摆动过程中，其垂直度发生偏离，使得导轴承受力不均引起偏磨。
（2）当轴承偏磨到一定程度后，导轴承与轴套的径向间隙逐渐变大，泵轴摆幅增大，造成叶轮与叶轮腔室内壁开始发生摩擦，同时也出现偏磨现象。
（3）循环水泵在运行中出现多种偏磨现象，振动状况不断加剧，外筒体和法兰出现变形。
3.2泵轴系晃动偏大
根据解体情况可以发现，泵组3对轴承最下面轴承损坏最严重，中间其次，最上面损坏最轻；叶轮室出现偏磨。陶瓷轴承只有在承受径向载荷时才会发生碎裂损坏，由此看出，整个轴系在运行过程中有很大的晃动才导致轴承在运行过程中受到了径向力的冲击，同时动静部分出现碰磨、偏磨。对于90LKXA-22.7型多轴联接的立式长轴泵，如果轴系不垂直出现拐点，整个轴系在运转过程中会产生晃动。引起轴系出现拐点的因素一般由零部件加工精度不够以及安装质量不高引起的。如图3-1、3-2所示，我们假设泵组的三对联轴器联接后轴系的直线度是好的，泵电联有0.05mm的张口，那么当泵电联联接后我们可以计算轴系端部的幌动量(末端幌动半径)R=H×h/ D =17000×0.05/680=1.25mm。
图3-1
图3-2
由于多轴联接的立式长轴泵它的长度径较大，所以当联接法兰端面有几丝的张口或联接法兰端面有几丝的瓢偏对轴系末端的晃动都有很大的影响。
3.3泵轴运行稳定性不足
循环水泵泵轴总长为17100mm，由4根分轴串联为一体，却只通过3个导轴承对转轴进行限位，导轴承分别布置在泵2处导轴承支架及导叶体叶轮侧。在水泵运行的情况下，泵轴叶轮部位的摆幅情况最大，由于下面2个导轴承间距最长，所以最下侧导轴承受的载荷及摩擦力最大。随着磨损的加剧，动、静间隙逐渐增大，摆幅也随之增大，最后通过振动形式表现出来。
3.4轴承选用不科学
循环水泵选用的陶瓷轴承虽然有极好的耐磨性且可以在短时间内干运转，但其抗冲击性相对较差，由于电厂循环水泵启停较频繁，一旦运行过程中撞击碎裂，陶瓷碎片脱落在轴承与轴套之间，随着泵的运行会加重陶瓷衬套的脱落，增加动静碰磨程度使得水泵运行不稳定，振动也会随之增大。
4 解决循环水泵振动大的主要检修方法
通过对循环水泵解体情况的分析，制订了以下检修方案：
4.1测量并调整外筒体垂直度
用“吊垂线”的方法检查外筒体的对中性，通过在泵座下面垫垫片来调整筒体垂直度，使从上到下每个支撑定位点偏离中心线的数值在标准范围内。如基础板的水平度和外筒体的铅垂度不能同时满足（理论上泵座水平合格，外筒体垂直度也应能保证），则优先满足外筒体的铅垂度，泵座水平通过调整电机座架上法兰面水平度弥补。
4.2泵轴系晃动值得测量、调整
由于多轴联接的立式长轴泵它的长径比较大，所以当联接法兰端面有几丝的瓢偏，对轴系末端的晃动有很大的影响。
在实际的检修中测量出循泵1B调整前轴系末端的晃动差值达13.5mm。
对于法兰联接的联轴器，由于制造精度差等原因，整个轴系出现的拐点实际上是任意的，有可能只有一个拐点，也可能有多个拐点。轴系拐点的实际存在势必使得整个轴系在运动中产生晃动，进而对束缚它的轴承产生径向的冲击，径向冲击力的大小在轴系自重以及转速恒定的情况下取决于它的晃动半径。
我们了解了轴系出现拐点的原因在哪里，那么我们下一步的工作是怎么样来通过加工以及安装调整来消除或减小拐点，保证整个轴系的直线度，使得轴系在运行过程中晃动量最小。
我们将泵组的可抽部分返厂检修校正。轴系部分修正项目如表1：
表1
在安装调整时我们检测每一根主轴下联轴器的径向跳动，通过在联轴器之间加垫片的方法来保证轴系的直线度。如图4-1：
至此我们可以有效的把循环水泵泵轴晃动调整到标准范围内，有效减小循环水泵运行过程中的动静碰磨现象。
4.3在填料函体处设计增加1个导轴承，提高上泵轴运行稳定性；在导叶体出口部位设计增加1个导轴承，提高下泵轴运行稳定性，使泵轴轴系导轴承由3个增加到5个。
4.4对所有轴承内衬材料进行更改，全部改用赛龙内衬，充分发挥其优良的耐磨性能、经得起高冲击和振动能力、低的摩擦系数、有润滑水槽使赛龙轴承润滑更充分；原陶瓷轴套改为316L+Cr材质轴套。考虑到泵抽送介质含沙量大，为增加轴承的使用寿命将内筒体原Ø50开孔口采用同等材料封堵并为赛龙轴承通入润滑水。
图4-1
5 改造后使用情况
循环水泵在技术改造后，取得了明显的效果，循泵运行周期从2年延长至3-5年，不仅解决了振动大、运行不稳定的问题，提高了设备的可靠性，经济性也明显提升，取得了良好效果：
（1）循环水泵改造后，对改造的循环水泵进行了振动测试，测试结果为优良。循环水泵运行稳定，其振动值始终维持在0.030mm以内的优良范围，消除了循环水系统长期运行不稳的重大缺陷，降低了生产维护费用。
（2）大部分经过检修后的循环水泵在下个检修周期解体检修时，可发现轴承、轴套基本无磨损，叶轮、叶轮室无磨损，本来需要更换的易磨损件依然在标准的配合范围内，可节省业主方购买新备品件的费用。
6结束语
大型立式循环泵组充分体现了机电一体化的特点，在分析和解决设备故障时要从各方面、多角度进行分析与处理，只有这样才能将泵组故障问题彻底解决。通过对泵外接管垂直度的调整、各轴系和内接管高标准的加工、轴承的增加改进和泵轴系晃动的调整，消除了循环水泵原有的叶轮动静磨损，轴承的严重磨损、振动大等安全隐患，提高了循环水泵的运行可靠性。目前该电厂6台循环水泵均通过我方的检修方法改造和安装，均运行稳定。
参考文献
[1]长沙水泵厂有限公司.90LKXA-22.7型循环水泵安装使用说明书.2008
[2]刘鸣，曹建军，郑建华.立式循环水泵故障分析与综合治理[J]. 水泵技术，2008,(6)：41-43
作者简介：贺立余（1990-01-07），男，汉族，籍贯：江西省吉安市永新县，当前职务：水泵主责，当前职称：助理工程师，学历：大专
论文作者:贺立余
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/8
标签：水泵论文; 轴承论文; 叶轮论文; 磨损论文; 拐点论文; 陶瓷论文; 轴套论文; 《电力设备》2019年第6期论文;