QG400/300型泵軸承損壞原因分析及處理

高勝利

摘 要：本文以某熱電公司QG400/300型泵為例，在機組運行中該泵的非驅動軸承溫度持續上升，多次利用機組停備機會，對該泵進行檢修，更換軸承，效果不佳，針對這一現象，對引起該型泵運行中推力軸承頻繁損壞的原因進行了簡要分析；通過現場檢修，進行多次試驗論證，找出了導致該泵運行中軸承溫度升高的主要影響因素，并提出了針對性的檢修及運行措施，實施后收到了較好效果：該型泵運行中軸承頻繁損壞的問題得到了徹底解決。

關鍵詞：軸承 損壞原因 分析 處理

中圖分類號：TM31 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）08（b）-0119-03

Abstract： In this paper， a thermoelectric company QG400 / 300 pump， for example， in the unit operation of the pump non-drive bearing temperature continues to rise， repeatedly use the unit to stop the opportunity to repair the pump， replace the bearing， the effect is poor， Aiming at this phenomenon， the causes of frequent damage of thrust bearing in the operation of the pump are analyzed. Through the field maintenance， it is proved that the main factors that cause the bearing temperature rise during the operation of the pump are found， And put forward the targeted maintenance and operation measures， after the implementation of the received good results： the pump running in the bearing damage to the problem has been completely resolved.

Key Words：Bearing； Damage Cause；Analysis； Countermeasures

某熱電公司采用80CHTA/4SP型汽動給水泵，配套QG400/300型汽動前置泵，前置泵設計效率為82%，配置YKK450-4型電動機。1號機組于2010年12月15日通過168h試運行，在試運期間，汽前泵非驅動端軸承溫度為50℃，比2號機汽動前置泵非驅動端軸承溫度高9℃。在機組負荷為300MW、給水流量為1079t/h時，汽動前置泵非驅動端軸承溫度達到52℃。2011年9月份1號機組停備后再次開機時，在機組負荷為300MW時，汽動前置泵非驅動端軸承溫度增加到55℃，之后每次停運后再次啟動，汽前泵非驅動端軸承溫度均出現1℃～2℃的升高。2014年3月份，機組負荷300MW時，汽前泵非驅動端軸承溫度已升至56.5℃，同時軸承振動值也上升。

1 設備簡介及問題的提出

1.1 設備簡介

某熱電公司2×300MW機組QG400/300型汽泵前置升壓泵，為某集團核電泵業有限公司生產的單級雙吸蝸殼離心泵。

（1）QG400/300型泵設計參數。

設計流量 1358m/h；

設計揚程 122m水柱；

效率 81%；

必需汽蝕余量 4m；

轉速 1490rpm；

軸功率 510kW；

最小流量 320m/h；

關閉點揚程 150m水柱。

（2）QG400/300型泵轉子支承型式及軸承布置。

該型泵轉子支承型式為單支承雙向定位型式。即以非驅動端2盤角接觸球軸承定位型式。該泵結構為單級雙吸蝸殼泵。軸承做如下布置，即在驅動端配以1個6217型深溝球軸承支承承受徑向力，非驅動端配以2個7314型角接觸球軸承，承受徑向力及軸向力，背對背安裝以平衡殘余軸向推力。軸承潤滑方式為自潤滑。

（3）該型泵轉子剖面圖具體情況見圖1。

1.2 問題的提出

該泵自機組投產以來，即頻繁出現自由端推力軸承損壞缺陷，諸如，保持架損壞、滾珠點蝕以及外圈磨損等，最短僅運行3個月即出現軸承損壞情況，威脅汽泵組的安全穩定運行；為此，對該泵自由端推力軸承損壞原因從設計、運行、檢修安裝維護等方面進行了專題分析，并采取了針對性較強的“壓鉛絲法”安裝調整措施，收到了較好效果，簡要介紹如下。

2 原因分析

2.1 從設計上分析

軸向力偏大的影響，特別是低負荷時軸向力偏大的影響。低負荷時泵轉子反復發生軸向竄動說明泵存在著較大的殘余軸向力，離心泵產生軸向推力的主要因素有以下幾個方面。

（1）葉輪前后蓋板不對稱，兩側流體壓力分布不對稱產生的軸向力。此力方向指向葉輪入口。這個軸向力是泵的軸向推力的主要組成部分。

對于一般離心泵，可按下式估算軸向力：

A=kρgH1π（Rm2-Rh2）i[1]

A：總的泵軸向力（N）；

Hi：泵單級揚程（m）；

Rm：葉輪密封環半徑（m）；

Rh：葉輪輪轂半徑（m）；

i：泵級數；

k：系數。endprint

當ns=30～100時，k=0.6；當ns=100～220時，k=0.7；當ns=240～280時，k=0.8。

該型泵為單級雙吸泵，不存在葉輪前后蓋板不對稱情況；但存在弱密封環間隙磨損不同，或葉輪加工尺寸精度影響。

（2）動反力。為流體動量變化產生的軸向力。此力指向葉輪后面，是由流體在葉輪中流動方向改變而引起的。

（3）軸肩等軸的細部結構引起的軸向力。方向要視具體結構才能確定。

（4）轉子重量引起的軸向力。該力與轉子的布置方式有關，通常只存在于立式泵中。

從結構設計上看，該QG400/300型單級雙吸泵轉子支承型式為單支承雙向定位型式，以非驅動端2盤推力軸承定位型式。該型泵軸向力大部分被雙吸葉輪平衡掉，但由于低負荷時，葉輪出口回流較大，即動反力作用較大，因此仍存在較大軸向推力作用在該型泵上。并由安裝在自由端的1對7314型角接觸推力球軸承承擔。

2.2 從運行情況分析

在機組啟動時，采用汽泵全程啟動方式，存在該型泵在低負荷區間較長時間運行影響，特別是低負荷時由于密封環間隙大給水回流帶來的動反力的影響。

從上次解體檢修記錄情況看，自由端密封環間隙為：

Ф290-Ф288.6=1.4mm

驅動端密封環間隙為：

Ф289.92-Ф288.44=1.48mm

密封環間隙即已超標。

2.3 從檢修安裝情況分析

從安裝情況看，存在軸向間隙調整偏大的影響，在自由端安裝的2盤7314型角接觸推力球軸承未起到軸向定位及平衡軸向推力的作用。從實際測量數值也充分證明這一點，軸向間隙達到0.70～1.0mm，遠大于0.12～0.20mm標準要求。

3 應對措施

3.1 檢修措施

首先在檢修安裝工藝上，采取特殊的調整措施。本文推薦的方法為“壓保險絲法”，用來測量推力間隙的方法，重新定位推力軸承軸向間隙0.12～0.20mm，避免推力軸承竄裝不到位導致推力間隙測量不準。

3.2 運行措施

建議機組啟動，采用汽泵全程啟動方式時，盡量減少汽前泵低負荷運行時間，以避開低負荷給水回流引起動反力的影響。

4 結語

某熱電公司2×300MW機組QG400/300型汽泵前置升壓泵，在運行中發生泵體非驅動端軸承溫度持續升高，多次檢修更換新軸承效果不佳。經對引起該型泵運行中推力軸承頻繁損壞的原因進行了簡要分析，通過多次檢修和試驗論證，經采取上述相應檢修、運行措施后，該泵自由端推力軸承溫度運行中保持穩定，損壞事故大幅降低，目前通過執行上述檢修及運行措施后，該泵能保持連續運行18個月以上未發生問題，此軸承溫度高的問題得以解決，特別是采取的上述檢修運行措施，對處理同型泵類似問題，有一定借鑒意義。

參考文獻

[1] 關醒凡.現代泵技術手冊（498-500）[Z].

[2] 某集團核電泵業該型泵結構說明書[Z].

[3] 楊詩成，王喜魁.泵與風機[M].北京：中國電力出版社，2007.endprint