-125型凝栗,于1981年7月28日安装投运,一台运行一台备用。其中1凝泵于1991年6月开始出现低负荷运行时轴承发热振动而损坏问题,有时运行仅两三天就需更换轴承,如从1999年9月4日~1999年9月30日,就连着更换了5次轴承。并且数次发生因轴承损坏引起转子下沉而导致动静部分碰磨,首级叶轮磨透。转子下沉时的撞击力和叶轮的磨擦也使泵壳下部产生数条穿透性裂纹,1凝泵运行时从裂纹处向外漏水,而备用时则从该裂纹处向内吸入空气,造成凝水含氧量超标。严重威胁机组安全运行,同时也使检修维护工作量和维护费用大大增加。
2泵的结构与运行状况2.1结构分析导轮的两级离心栗。其结构如所示。
(1)。首级、次级叶轮进口相对布置,以平衡转子的轴向推力。锥形外圆的诱导轮在锥形轴9.填料压盖10.填料11.上轴套12.填料垫套13.次级叶轮14.密封环15.中间轴套16.级间密封圈17.清洗孔盖〗8.诱导轮19.诱导轮套20.密封环21.首级叶轮22.泵盖23.下轴套24.轴承体25轴套螺母26.水润滑轴承27.下轴承润滑冷却水管28.栗体水泵技术2001.1的诱导轮套内旋转。
(2)凝栗的上轴承由2个背向布置的46315轴承即向心推力球轴承组成,由其来承受转子的重量及剩科的轴向力和径向力,采用二硫化钼干油润滑。上轴承由M56x2左旋螺母锁紧。凝泵的下轴承为镶有氟树脂轴承衬的水润滑轴承,其轴套由M56x2轴套螺母锁紧。
-1型凝汽器热井下面,输送的为相当于凝汽器压力下的饱和温度的凝结水,在凝泵人口极易发生汽化。正常情况下凝泵采用凝结水低水位运行方式,利用汽蚀自动进行调节。若负荷过低,则适当开启凝水再循环门调整凝器热井水位进行调节。
上轴承发热振动严重,负荷升高或将凝器热井水位提高后,轴承发热及振动情况好转,但即使是满负荷100MW轴承发热仍存在。
(2)轴承一般先发热,再出现振动。振动严重时,除发出强烈噪音外,还将上轴承箱内润滑用的二硫化钼脂全部振出。
(3)检查轴承滚道表面变色,有高温后留下的痕迹。数次出现轴承内圈崩裂,滚珠碎裂成两半,转子下沉,凝泵上轴承锁紧螺母与轴承内圈的接触平面磨成锥形。轴承内圈崩裂口为月芽形,呈受挤压后崩裂状;滚珠碎裂口呈剪切状。
x2左锁紧螺母配合处的螺纹被捋坏,锁紧螺母退出,转子下沉。
(5)从以上现象来看,1凝泵轴承损坏的主要原因为凝泵转子受到向下的轴向推力过大,致使轴承发热、损坏。
3转子轴向推力分析水泵技术2001.I轴向推力由叶轮进口侧和背侧的压力不同即存在压力差而引起,该凝泵两级叶轮虽然采取了进口相对布置的平衡轴向推力的措施,但其首级轮中心实际位置不在泵壳水道中心,而是在水道中心位置偏下处,引起转子受到向下的轴向推力过大这主要是由一首级叶轮偏下后,首级叶轮背面与泵体间间隙减小,在流体粘性力和叶轮背面不平整摩擦力作用下,叶背面与泵壳间隙内的部分凝结水将以与叶轮相接近的圆周速度旋转,根据能量守恒定律,流体的速度能增加后,将使叶轮背面流体的压力下降,因而向上的轴向推力减小,向下的轴向推力增大。间隙越小,此种情况越明显。此种情况下极类似于在叶轮背面装设了一个减少向上的轴向推力的背叶片。
年1月6日在检修2凝泵时,次级叶轮中心在水道中心位置偏上,致使2凝泵转子受到向上的轴向力过大,试运时2凝泵转子上窜严重。将次级叶轮位置下调2. 5mm,使次级叶轮在流道中间位置后,2凝泵运行情况稳定。由此可见,叶轮在水道中的位置对轴向力的影响不可忽视。
引起叶轮不在水道中间的原因有:a)更换上下轴套或中间轴套时,未校核备品尺寸,引起误差;b)转子下沉后或更换轴承时,转子向上提起高度不到位;c)检修工艺问题,调整错误。
2密封环间隙过大诱导轮主要用于改善凝泵首级叶轮的工作条件。诱导轮套可将诱导轮外缘的流体导向首级叶轮轮毂,把诱导轮出口流体的径向分速引导为轴向进人首%叶轮,增大首级叶轮进口静压,扩大其适应变C况的能力。诱导轮与诱导轮套单侧间隙应为。25~0.35mm,而1凝泵实际已达4mm,但由于种种原因对此未作处理。过大的间隙使诱导轮出口的一部分凝水再返回诱导轮人口,诱导轮自身的工作性能下降,也使其与凝泵首级叶轮的结构和能量配合上不匹配,凝泵抗汽蚀性能下降。
首级叶轮与密封环单侧间隙应为25 ~035mm,实际也在4mm左右(1995年5月检修1凝泵时测量,但由于无备品,未更换密封环)。叶轮工作时,由于叶轮出口侧涡壳壳腔内的压力较叶轮人口处篼,过大的间隙使一部分凝水通过密封间隙从叶轮出口流回到人口。一方面这部分流体从叶轮中获得的能量不能被有效利用,并且回流到人口的流体会干扰人口主流的流动;另一方面,也使首级叶轮工作状况恶化,首级叶轮出口压力降低,向上的轴向推力减少。
当负荷降低的时候,凝汽器汽侧压力下降,凝结水量也减少,凝泵入口压力降低,加之凝泵人口处凝水极易发生汽化现象,虽然12NL―125凝泵设计允许采用汽蚀进行自动调节,但由于实际的诱导轮与首级叶轮匹配不合适,及首级叶轮与密封环的过大间隙将使1凝泵首级叶轮工作状况更加恶化,轴向推力的变化非常明显,轴承发热更趋严重。大部分轴承损坏事故一般都发生在负荷较低时候。调整凝水保持篼水位运行,提篼凝泵人口静压,改善首级叶轮的工作状况,轴承发热情况可稍微缓解。
转子自重等转子剩余的轴向推力和转子的自重由轴承锁紧螺母和2个46315轴承共同承受。轴承外圈固定在上轴承体上,不能移动。转子剩余的轴向推力和转子的自重通过锁紧螺母压在轴承内圈上。负荷降低,转子受到的向下的轴向推力增加,通过锁紧螺母加在轴承内圈的向下的力增加。向心推力球轴承允许承受一定的轴向力,过大的轴向力将引起轴承发热。加之锁紧螺母的外径较小,与轴承内圈端面的接触面积较小,轴承内圈局部受力过大,轴向推力增加至一定程度,超过轴承内圈的承受能力,轴承内崩裂,轴承滚珠也因受到轴承内圈外圈形成的过大的剪切力而碎裂,转子下沉。若不及时停栗,将使锁紧螺母下平面与轴承碎裂部分磨擦而成锥形。或者,过大的向下力使锁紧螺母处的丝扣捋坏,转子下沉。转子下沉时的撞击力和叶轮的摩擦使栗壳下部产生数条穿透性裂纹。
(1)轴承紧力不合适,有回装时检修工艺问题,也有可能是轴承发热引起轴承紧力改变。
(2)轴承质量不好,曾数次出现轴承外圈尺寸明显偏离正常数值情况。轴承使用前一定要仔细检其质量及各部尺寸,包括轴承游隙。
(3)由于轴承紧力不合适,轴承外圈旋转,引起轴承箱磨偏,使轴承中心与转子中心不一致。一般可通过在轴承箱内加镶轴承衬套来解决。
转子定位不好,发生振摆,使上轴承受过大的径向力而产生振动。
动。曾数次出现凝泵轴承振动大,而检凝泵轴承却未发现问题,空试凝栗电机发现电机振动较大,更换电机轴承后试运正常由于泵壳底部出现穿透性裂纹,故对泵壳进行更换。更换前检新泵壳中心线与轴承箱中心线一致及各部分尺寸符合要求。
①组装时调整叶轮中心在流道中间位置。
水泵技术2001.1回火温度(xlOOt)13%Cr钢在NaCl溶液中的腐蚀性能比较l5l(3%NaCl溶液中腐蚀4星期重量损失)从可见,2Crl3钢在600左右回火时具有较好的综合机械性能,这也是常采用的回火温度,可是,从可知,2013钢在600左右回火时耐腐蚀性能却很低。应该说明的是这种现象不只是存在于2Crl3钢中,许多不锈钢都有类似的问题存在。所以,选用零件材料时,要兼顾机械性能、耐蚀性能及其它应具备的性能,而不要片面地选用手册中的资料。
3结语1.泵零件的材料选择及性能指标的确定要考虑零件的实际情况,再有关手册、标准,不应教条地搬用给出的数据,以免出现错误2.热处理工艺是改变材料机械性能、耐蚀性能及其它性能的重要手段,零件设计选材时应充分发挥热处理功能。
1陈德和钢的缺陷机械工业出版社,1977 2陈百金热处理计算重庆市机械工业局技术情:报站,3邓文英等。金属工艺学高等教育出版社,1997 4张公一等。常用玉程材料选用手册机械工业出版社,5陈德和-不锈钢的性能与组织机械工业出版社,1977 6冶金3;业部钢铁研究院合金钢手册中国工业出版社,1964(本文编辑王振华)水泵技术2001.1④上轴承箱镶衬套,轴承安装前检合格,轴承内圈紧力~.2mm,外圈紧-.1~+0.01mm.加大锁紧螺母外径尺寸(略小于46315轴承内圈的外径),以增大锁紧螺母与轴承内圈的接触面积,减少轴承内与锁紧螺母单位面积的受力,提高轴承抗破坏的能力。
上轴承盖与轴承顶部间隙。2~.5nun.⑤下轴承(水润滑导向轴承)单侧间隙⑥其检修项目严格按照检查工艺要求。
6试运情况与结论经过检修处理后的1凝泵于2年3月28日投人运行,经过1个月观察运行,在任何工况下均运行稳定,完全消除了上轴承的发热和振动现象,解决了困扰我们近十年的难题,保证了机组的安全运行,也使检修维护工作量和维护费用大大降低。
通过对1机1凝泵上轴承频繁损坏原因的分析及处理,使我们深切会到注意检修工艺、重视设备检修质量标准的重要性。这是老生常谈的问题,但往往疏忽的地方也在这里。检修工作不能怕麻烦,一定要认真细致,必要时应扩大检范围,以便找出真正的故障所在,使问题及早得到解决。