DG270-140C型给水泵轴套磨损变形分析.doc

浅谈如何改进DG270-140C给水泵 集团公司鹤岗热电厂 　王朝柱 （鹤岗煤矿集团公司 热电厂，黑龙江 鹤岗 154108） 摘 要：针对集团公司鹤岗热电厂的DG270-140C型锅炉给水泵为例，根据DG270-140C型锅炉给水泵结构特点，阐述了盘根性能对泵零部件的影响，由DG270-140C给水泵不合理结构特点提出了可行的处理方法。 关键词：DG270-140C型锅炉给水泵 轴套 碳纤维盘根 线速度 1　问题的提出 集团公司鹤岗热电厂3#、4#机型号为C50-8.83/535，为哈尔滨汽轮机厂制造的高压、冲动凝汽式汽轮机，配三台DG270-140C型锅炉给水泵（两台备用，一台运行）供锅炉上水，DG270-140C型锅炉给水泵稳定安全的运行直接影响着我厂的经济生产。 给水泵参数为：入口压力0.6MPa；出口压力14.3MPa；流量420t/h；转速2989r/min；轴功率2214kw，轴端采用碳纤维盘根（16×16mm）密封。 当泵运行一段时间停下来后，根据其漏水量和盘根压盖的压入量的大小，要对其进行填充碳纤维盘根，但有时检修人员疏忽了对盘根类型的选择，只要认为尺寸合适、能加去不漏水就可以，其实盘根对泵的轴套有着很大的影响，甚至会对DG270-140C型锅炉给水泵泵轴造成影响。DG270-140C型锅炉给水泵是沈阳水泵厂生产的老型水泵，它的结构不可避免的存在一些缺陷，为了让DG270-140C型锅炉给水泵能够更好、更安全的运行，所以我们有必要对DG270-140C型锅炉给水泵盘根加以了解和分析，（下面我们就以16×16mm橡胶石棉盘根（内含铜丝）为例与碳纤维盘根进行一系列的分析和比较，从而得出忽视盘根性能造成的重要事故。）指出泵结构上存在的不足之处，并提出了改进的可行性措施。 2　问题的分析 2.1　采用橡胶石棉盘根（内含铜丝）造成的严重后果（附图一） 当轴端密封材质采用16×16mm橡胶石棉盘根（内含铜丝） 其规定使用温度≤550℃，使用压力≤7.8MPa，线速度≤8m/s（线速度ν=2πrn/60 m/s既ν=πDn/60 m/s D—轴套直径m，n—给水泵转速r/min），而给水泵轴套处的实际线速度为18.68m/s，由于盘根与轴套摩擦露出铜丝，在高线速度情况下加剧了摩擦发热，使橡胶发粘膨胀，有轴套摩擦力增大，因摩擦而迅速产生的热量无法散出，使轴套温度升高。在平衡盘21.66t轴向推力作用下，轴套变形凸起变粗，变粗后的轴套加剧了盘根的摩擦，这样恶性循环最终导致了轴套磨损，部分叶轮、卡圈碰撞咬合,造成严重设备损坏事故。 2.2　DG270-140C型给水泵不合理的结构特点 DG270-140C型给水泵是沈阳水泵厂对DG270-140型给水泵增容改造后的产品，为多段式对级离心泵，转子平衡装置采用平衡盘与推力轴瓦的完全平衡方式，动盘由动盘后轴套的双层螺母来固定，这样动盘平衡轴向推力的强大反作用力（约21.66t）完全传递给动盘的轴套，盘根与轴套摩擦发热后，在轴向推力作用下轴套极易过载变形，造成盘根松动，工作串量（平衡间隙）增大，导致平衡盘平衡候向推力的作用失效，甚至会造成叶轮与导叶发生动静摩擦，造成给水泵严重的损坏。 2.3　泵轴普遍存在的缺陷 泵轴从距档套轴肩处，由于存在截面积的突变，所以存在着应力集中；当盘根与轴套摩擦产生的热量不能及时散热时也会缩短金属的寿命，严重时会在运行中产生裂纹直至断裂，影响了泵的安全工作和电厂的经济运行。 3　处理方法 3.1　更换盘根 根据盘根选择的四要素（压力，温度，介质，线速度），将给水泵盘根更换为碳纤维石墨编织盘根16×16mm，这种盘根由高线速的碳石墨纤维和纯柔性的石墨纤维编织而成的，具有良好的热传导性和抗化学品性能，避免内含铜丝的盘根与轴套的摩擦，增强了DG270-140型给水泵运行的安全性，同时也延长了轴套和盘根的寿命，节约了资金。 3.2　叶轮与泵轴热装配合及动盘后增设螺母（附图二） 为改变给水泵轴套承力状态，使轴套不受轴向推力，可重新加工泵轴，在动盘后增设螺母使之承受轴向推力，改造方案为叶轮与泵轴改热装配合（叶轮与泵轴进行热套装后增加了转子的刚性，改善了泵的振动特性，提高了转子的安全性，使泵组运行更加平稳安全。）；动盘后增设螺母轴端采用盘根密封，使高压侧轴套不承受轴向推力。 3.3　盘根压盖处增加冷却水 为了给泵轴降温，在盘根压盖出开孔接冷却水，使一定流量的冷却水直接滴在轴上，使轴冷却，保护了轴套不升温，也降低了润滑油的温升（热量通过轴传递给润滑油），降低了泵轴等部件的热量积蓄，改善了轴套与轴瓦的工作条件。 3.4　加强对泵轴的金属监督 对需更换轴套的泵轴肩、键槽、螺纹等应力集中处进行着色探伤，应表面无裂纹，同时在泵大修时，着重对泵轴进行着色乃至涡流探伤，把隐患及