掛治電廠3G型螺桿泵故障分析處理

羅先洪 龔利恒

摘 要：掛治電廠2007年機組開始投產運行，每臺機組工作油罐采用兩臺3G85*6C螺桿泵供油，事故油罐采用一臺3G60*6C螺桿泵供油。本文簡要介紹3G型螺桿泵運行維護經驗。

關鍵詞：立式安裝;3螺桿泵;故障處理

掛治水電站位于沅水干流上游河段的清水江中下游，是沅水梯級規劃的第三級，2007年三臺機組相繼投產發電。調速器系統由工作油罐和事故油罐進行供油。每臺機組工作油罐采用采用兩臺3G85*6C型螺桿泵供油，事故油罐采用一臺3G60*6C型螺桿泵供油。

一、三螺桿泵的工作原理及結構

（一）三螺桿泵的原理

三螺桿泵的內部結構主要是由一根主動螺桿，兩根從動螺桿和包容三根螺桿的襯套組成。螺桿泵是利用螺桿的旋轉來吸排液體的。主動螺桿與從動螺桿相互嚙合以及螺桿與襯套內壁緊密配合，在泵的吸入口與排出口之間，相互嚙合的一組螺桿按每個導程形成密封腔。隨著螺桿的轉動和嚙合，這些密封空間在泵的吸入端不斷形成，將吸入室內的液體封入其中，沿螺桿軸向連續的推移至排出端。

螺桿泵的壓力取決于與它連接的系統總阻力。電廠在泵的出口組合閥處安裝卸荷閥，通過調節卸荷閥彈簧，將工作壓力最大值控制在6.6MPa。組合閥工作原理如下圖所示：

組合閥工作原理液壓系統圖

液壓系統圖中，包括兩個插裝閥元件（一個主閥和一個逆止閥）及兩個先導閥，CV1-主閥，CV2-逆止閥，YV1-卸荷先導控制閥，YV2-安全先導控制閥。

我國普遍采用135型螺桿泵。即d：dH：D=1∶3∶5。其中d表示從動螺桿根圓直徑，dH表示從動螺桿外徑，D表示主動螺桿外徑。其流量與轉速n、相對導程k、從動螺桿外徑dH正比，與泵進出口壓差無關，可以保障調速器系統供油的穩定性。

（二）三螺桿泵的優點

由原理可知，螺桿泵的壓力由泵的吸入口逐漸增大到工作壓力，能保證液壓油輸送完好，油中的添加劑不受破壞。在螺桿泵結構設計過程中為了平衡螺桿的軸向推力、端面液壓力、螺旋面液壓力，通常會在螺桿中鉆油孔，將油液引到螺桿下端的平衡軸套中，產生與軸向力方向相反的平衡力。在泵運行的過程中主動螺桿與從動螺桿之間沒有機械接觸，由所輸壓力液體驅使從動螺桿繞軸心自傳。主從動螺桿之間有一層油膜保護，機械摩擦極小。所以泵運行過程中低噪音，環境污染小，噪聲一般在62dB以下。螺桿泵通常能在較高轉速下運行。

二、三螺桿泵常見故障及處理

（一）泵運行時產生劇烈振動或泵的噪聲大

由原理可知每個導程之間均有一個密封腔，若油中混有空氣（或者大量水），在從動螺桿與出口處會被螺桿金屬結構破壞產生波動，發生振動。若是新泵安裝時安裝過高，吸入管過長，泵的有效氣蝕余量小于必須氣蝕余量，油在壓力最低點會發生空化，導致部分油以氣態形式存在。在后期氣體破壞過程中對系統產生波動，導致泵運行時產生振動。若泵從安裝后一直伴隨振動與嘯叫，則應驗證泵的安裝高度過高。安裝時泵軸與電機軸不同心或者泵座水平度超標都有可能導致泵運行時劇烈振動。

為了防止三螺桿泵產生氣蝕現象，更換新泵后應從出油口處向密封腔內注滿油。開式油箱內在泵吸入管和組合閥排出管之間應設置隔板用于阻擋泡沫進入吸入管并過濾雜質。要求所有回油管路出口低于油箱液面，從而減少回油產生的氣泡。若回油箱安裝濾油機，則濾油機出口管道應遠離泵吸油管且應設置在油面以下。通常與組合閥排油口設置在同一側，使油液通過油箱內安裝的隔板在油箱中充分消泡。

泵吸入管路上過濾器的網孔大小可根據工作情況及介質粘度確定。一般為40-80目，過濾面積一般不得小于吸油管橫截面積的20倍。若達不到相關要求或者濾網長期不清洗堵塞，泵運行時會發出嘯叫。

（二）抱軸現象

當主動螺桿與滑動軸承配合徑向間隙過小，難以形成潤滑油膜，使軸承過熱，就會產生抱軸現象，導致在運行過程中產生劇烈振動。若在運行維護過程中發現泵運行振動大且油封磨損（通常會有部分磨損物質通過主軸甩出），應及時進行檢查，更換軸承。

（三）泵的運行效率變低

由三螺桿泵工作原理可知，每個導程之間形成一個密封腔，且每個密封腔壓力從吸入口到排出口逐漸增大。若設備磨損或者因為安裝原因導致密封腔之間密閉不嚴則會產生內部泄漏，產生反向阻力，影響螺桿泵效率。

泵的密封形式為骨架油封和機械密封兩種形式。為了防止滲漏油沖擊骨架油封，在軸承下方的平衡環處設置一個泄油孔。若骨架油封損壞，由于泵通常安裝在油箱內，在外部不能及時發現，泄漏量增大則泵的效率將減少。

三、總結

三螺桿泵具有較多有點，適合水電廠油壓裝置供油。對比其他泵其價格相應較貴。若能正確維護保養，將提高泵的使用壽命，產生客觀的經濟效益。