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给水泵轴向推力产生的原因及平衡方法
给水泵轴向推力产生的原因及平衡方法
单侧进水的给水泵正常工作时,水泵叶轮压水端的压力比吸水端的压力高。因此,在叶轮上作用着一个指向进水口的轴向力,通常称为水泵的轴向推力,对多级水泵,则水泵的轴向推力为各级的轴向推力之和,其数值可达数吨,这样大的轴向推力如不平衡,就会使转子发生轴向位移,严重时造成水泵的动、静部件摩擦。因此,必须采取相应的措施来平衡水泵的轴向推力。此外,若是母管制供水,定速泵与调速泵的匹配必须合适,匹配不当既不经济也不安全,还可能使调速泵失去作用,定速泵超载造成安全事故。
1.给水泵的轴向推力产生的原因:
(1)叶轮两侧盖板的大小不同。两侧盖板的压力分布也不同,因此,产生一个指向与叶轮进口流体流向相反的轴向推力。
(2)流体从叶轮进口到出口流向由轴向变为径向,会产生一个指向与叶轮进口流体流向相同的轴向推力。
2.给水泵轴向推力的平衡方法:
(1)给水泵级数为奇数时,首级采用双吸叶轮,其他级对称布置。
(2)平衡孔法:对单侧进水的水泵,可在叶轮的后盘上开设平衡孔,使压水端经间隙漏至叶轮后盘的水回到叶轮人口处,叶轮两侧的压差减小,从而使轴向推力减小。
(3)对称进水法:把水泵叶轮的进水方向布置为对称形式,即单级离心水泵采用双侧进水,多级离心水泵采用对称进水,使叶轮两侧的轴向推力互相抵消。
(4)平衡盘法:对多级离心水泵可在最后一级叶轮的后端的泵轴上装一个平衡盘,平衡盘后的水室与水泵进口相通,而作用在平衡盘前部的压力为最后一级叶轮的出口压力,于是平衡盘产生了一个与水泵轴向推力相反方向的推力,起到平衡轴向推力的作用。
(5)设置推力轴承来平衡上述措施未完全平衡的推力。
给水系统和给水泵组分类
给水系统主要是将除氧器水箱中的主凝结水通过给水泵提高压力,经过高压加热器进一步加热之后,输送到锅炉的省煤器人口,作为锅炉的给水。此外,给水系统还向锅炉再热器的减温器,过热器的一、二级减温器以及汽轮机高压旁路装置的减温器提供减温水,用以调节上述设备出口蒸汽的温度。
给水泵是用来将除氧器水箱中具有一定温度、压力的水连续不断地输送到锅炉中去的设备。随着单元机组容量的增大,给水泵越来越趋向于大容量、高转速、高效率、自动化程度高的方向发展。给水泵安装在除氧器水箱出口,它应连续不断地向用户输送高温、高压给水。因此对给水泵要求很高,一般都设置备用容量,否则锅炉断水将造成严重事故。
1.电动给水泵组
电动给水泵组由电动给水泵和电动给水泵前置泵组成。电动给水泵前置泵直接由电动机驱动,电动机的另一端通过一个增速齿轮箱驱动电动给水泵,泵侧联轴器均为挠性连接,可以减缓各部件的振动,提高运行的稳定性能。给水泵电动机采取风扇冷却方式,泵采取轴承润滑冷却方式,具有一套独立的润滑油系统。润滑油系统配备2台交流油泵、1台直流润滑油泵,油温为手动调整。
电动给水泵组设置
①障碍在冷态启动和某些热态启动时,蒸汽不可能获得足够的压力去驱动锅炉给水泵的汽轮机,这时,25%容量的电动机驱动的电动给水泵组供应给水到锅炉。电动给水泵组布置在底层,该泵组由一台前置泵和一台主泵串联连接,并由同一台电动机驱动。
②电动给水泵前置泵从除氧器水箱吸水,人口管上设置一个电动闸阀、流量喷嘴和一个粗滤网,这些设备的功能与汽动给水泵前置泵的功能一样。
③电动给水泵前置泵送水至电动给水泵主泵。在电动给水泵主泵出口管上依次装设止回阀,电动闸阀。止回阀之前引出最0小流量再循环管。
④电动给水泵组在汽动给水泵组解列时,将投入运行并带25%汽轮机的额定负荷(定压工况)。
⑤在电动给水泵前置泵的收入管上接一路至除氧器的循环泵,在冷态启动时用于提高除氧器水箱的水温。
(3)电动给水泵最0小流量再循环阀
①电动给水泵设置有最0小流量再循环管,并引到除氧器水箱。
②电动给水泵的再循环管上设置一个由流量冲量控制的角式流量控制阀,在控制阀前设一个闸阀,在控制阀后设一个闸阀和一个止回阀。
③在低负荷时,控制阀将保持泵的安全运行所要求的最0小流量,由于泵内温度使控制阀之后的液体汽化,因此控制阀出口管尽量靠近除氧器水箱。
④电动给水泵的最0小流量控制阀是自动控制的,泵启动,阀门将自动打开,随着泵流量的增加,再循环控制阀逐渐关闭,流量达到允许值后,控制阀全关。当泵的流量小于允许值时,最0小流量再循环控制阀自动打开。给水泵要有高的设计效率的同时,还必须保证给水泵的工作点在高效率区,才能保证给水泵有高的运行效率,降低给水泵耗电率。
2.汽动给水泵组
汽动给水泵组由汽动给水泵(主泵)和汽动给水泵前置泵组成,主泵应能随给水泵汽轮机连续盘车。给水泵组应能在最0大工况点连续长期运行,同时又能满足各种运行工况下锅炉给水的需要量。给水泵组在额定工况点下的各项参数(含流量、扬程、效率)均应给予保证,且在最0大工况点下的流量及扬程也应给予保证。
3.暖泵
电动给水泵和汽动给水泵均设置暖泵管。电动给水泵运行时,汽动给水泵处于暖泵状态,反之,汽动给水泵运行时,电动给水泵处于暖泵状态。汽动给水泵运行时,水从汽动给水泵的进口管上接出,通过两泵暖泵联络管、节流孔板、阀门进入电动给水泵,并通过电动给水泵壳体返回凝结水集水箱;电动给水泵主泵运行时,则刚巧相反,每一根暖泵管设节流孔板以维持暖泵流量和减少压力。
由于电动给水泵为冷态备用,汽动给水泵为热态备用,所以汽动给水泵在备用时必须投入暖泵系统。
锅炉给水泵故障排除方法及维护
1、压力表有压力,但是仍不出水主要是由于出水管阻力太大,旋转方向不对。叶轮堵塞,泵转速不足。检查或缩短水管、检查电机。清理叶轮、增加泵的转速。
2、锅炉给水泵流量不足主要有泵叶损坏、管路堵塞或泄露造成。对于采用皮带传动的给水泵还要考虑是否由于皮带打滑造成转速偏低引起流量不足。排查皮带后检查管路,堵塞泄露处流量仍然不足应考虑是否出现叶轮损坏。检查叶轮并对轴承等部位进行润滑,避免由于轴承润滑不畅或损坏造成转速不足引起流量不足。
3、泵不吸水、压力表和真空表指指针剧烈跳动的产生的原因是灌注引水不够。管路与连接处漏气。检查底阀手否漏水、再灌足引水,拧紧漏气处。
4、泵消耗功率过大主要原因是填料压得太紧,并发热、叶轮有磨损、泵流量增大。解决办法调整填料压盖,检查泵轴是否弯曲、更换叶轮、增加出水阻力,降低流量。
5、引起泵体过热是由于轴承损坏造成摩擦所致,或者是由于润滑系统缺油、油质不好造成。因此在发现给水泵泵体过热后应首先检查润滑系统是否缺油或润滑油含有杂质等,其次排查轴承是否损坏。对于刚刚经过检修的泵体出现过热还应检查滚动轴承或托架盖是否间隙过小。经过上述检查后泵体仍然出现发热应检查泵轴是否弯曲或两轴不同心、同时检查叶轮平衡,调整泵轴或调整两轴同心度,清除叶轮平衡孔,以此保证泵轴与叶轮的转动平衡,排除故障。
6、泵内声音反常、泵不出水主要是吸水管阻力过大,在吸水处有空气渗入,说送的液体温度过高。检修吸水管,检查底阀,减少吸水高度,堵塞漏气,降低温度。
7、轴承过热,水泵振动的原因电机与泵不同心,轴承缺油或磨损。该泵是导叶式压出室,所以在叶轮外圆装有导流器,在导流器外周还有蜗形壳体。高速电机与泵使中心对准,加油或更换轴承。