QG400/300型泵轴承损坏原因分析及处理

高胜利

摘 要：本文以某热电公司QG400/300型泵为例，在机组运行中该泵的非驱动轴承温度持续上升，多次利用机组停备机会，对该泵进行检修，更换轴承，效果不佳，针对这一现象，对引起该型泵运行中推力轴承频繁损坏的原因进行了简要分析；通过现场检修，进行多次试验论证，找出了导致该泵运行中轴承温度升高的主要影响因素，并提出了针对性的检修及运行措施，实施后收到了较好效果：该型泵运行中轴承频繁损坏的问题得到了彻底解决。

关键词：轴承 损坏原因 分析 处理

中图分类号：TM31 文献标识码：A 文章编号：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

某热电公司采用80CHTA/4SP型汽动给水泵，配套QG400/300型汽动前置泵，前置泵设计效率为82%，配置YKK450-4型电动机。1号机组于2010年12月15日通过168h试运行，在试运期间，汽前泵非驱动端轴承温度为50℃，比2号机汽动前置泵非驱动端轴承温度高9℃。在机组负荷为300MW、给水流量为1079t/h时，汽动前置泵非驱动端轴承温度达到52℃。2011年9月份1号机组停备后再次开机时，在机组负荷为300MW时，汽动前置泵非驱动端轴承温度增加到55℃，之后每次停运后再次启动，汽前泵非驱动端轴承温度均出现1℃～2℃的升高。2014年3月份，机组负荷300MW时，汽前泵非驱动端轴承温度已升至56.5℃，同时轴承振动值也上升。

1 设备简介及问题的提出

1.1 设备简介

某热电公司2×300MW机组QG400/300型汽泵前置升压泵，为某集团核电泵业有限公司生产的单级双吸蜗壳离心泵。

（1）QG400/300型泵设计参数。

设计流量 1358m/h；

设计扬程 122m水柱；

效率 81%；

必需汽蚀余量 4m；

转速 1490rpm；

轴功率 510kW；

最小流量 320m/h；

关闭点扬程 150m水柱。

（2）QG400/300型泵转子支承型式及轴承布置。

該型泵转子支承型式为单支承双向定位型式。即以非驱动端2盘角接触球轴承定位型式。该泵结构为单级双吸蜗壳泵。轴承做如下布置，即在驱动端配以1个6217型深沟球轴承支承承受径向力，非驱动端配以2个7314型角接触球轴承，承受径向力及轴向力，背对背安装以平衡残余轴向推力。轴承润滑方式为自润滑。

（3）该型泵转子剖面图具体情况见图1。

1.2 问题的提出

该泵自机组投产以来，即频繁出现自由端推力轴承损坏缺陷，诸如，保持架损坏、滚珠点蚀以及外圈磨损等，最短仅运行3个月即出现轴承损坏情况，威胁汽泵组的安全稳定运行；为此，对该泵自由端推力轴承损坏原因从设计、运行、检修安装维护等方面进行了专题分析，并采取了针对性较强的“压铅丝法”安装调整措施，收到了较好效果，简要介绍如下。

2 原因分析

2.1 从设计上分析

轴向力偏大的影响，特别是低负荷时轴向力偏大的影响。低负荷时泵转子反复发生轴向窜动说明泵存在着较大的残余轴向力，离心泵产生轴向推力的主要因素有以下几个方面。

（1）叶轮前后盖板不对称，两侧流体压力分布不对称产生的轴向力。此力方向指向叶轮入口。这个轴向力是泵的轴向推力的主要组成部分。

对于一般离心泵，可按下式估算轴向力：

A=kρgH1π（Rm2-Rh2）i[1]

A：总的泵轴向力（N）；

Hi：泵单级扬程（m）；

Rm：叶轮密封环半径（m）；

Rh：叶轮轮毂半径（m）；

i：泵级数；

k：系数。endprint

当ns=30～100时，k=0.6；当ns=100～220时，k=0.7；当ns=240～280时，k=0.8。

该型泵为单级双吸泵，不存在叶轮前后盖板不对称情况；但存在弱密封环间隙磨损不同，或叶轮加工尺寸精度影响。

（2）动反力。为流体动量变化产生的轴向力。此力指向叶轮后面，是由流体在叶轮中流动方向改变而引起的。

（3）轴肩等轴的细部结构引起的轴向力。方向要视具体结构才能确定。

（4）转子重量引起的轴向力。该力与转子的布置方式有关，通常只存在于立式泵中。

从结构设计上看，该QG400/300型单级双吸泵转子支承型式为单支承双向定位型式，以非驱动端2盘推力轴承定位型式。该型泵轴向力大部分被双吸叶轮平衡掉，但由于低负荷时，叶轮出口回流较大，即动反力作用较大，因此仍存在较大轴向推力作用在该型泵上。并由安装在自由端的1对7314型角接触推力球轴承承担。

2.2 从运行情况分析

在机组启动时，采用汽泵全程启动方式，存在该型泵在低负荷区间较长时间运行影响，特别是低负荷时由于密封环间隙大给水回流带来的动反力的影响。

从上次解体检修记录情况看，自由端密封环间隙为：

Ф290-Ф288.6=1.4mm

驱动端密封环间隙为：

Ф289.92-Ф288.44=1.48mm

密封环间隙即已超标。

2.3 从检修安装情况分析

从安装情况看，存在轴向间隙调整偏大的影响，在自由端安装的2盘7314型角接触推力球轴承未起到轴向定位及平衡轴向推力的作用。从实际测量数值也充分证明这一点，轴向间隙达到0.70～1.0mm，远大于0.12～0.20mm標准要求。

3 应对措施

3.1 检修措施

首先在检修安装工艺上，采取特殊的调整措施。本文推荐的方法为“压保险丝法”，用来测量推力间隙的方法，重新定位推力轴承轴向间隙0.12～0.20mm，避免推力轴承窜装不到位导致推力间隙测量不准。

3.2 运行措施

建议机组启动，采用汽泵全程启动方式时，尽量减少汽前泵低负荷运行时间，以避开低负荷给水回流引起动反力的影响。

4 结语

某热电公司2×300MW机组QG400/300型汽泵前置升压泵，在运行中发生泵体非驱动端轴承温度持续升高，多次检修更换新轴承效果不佳。经对引起该型泵运行中推力轴承频繁损坏的原因进行了简要分析，通过多次检修和试验论证，经采取上述相应检修、运行措施后，该泵自由端推力轴承温度运行中保持稳定，损坏事故大幅降低，目前通过执行上述检修及运行措施后，该泵能保持连续运行18个月以上未发生问题，此轴承温度高的问题得以解决，特别是采取的上述检修运行措施，对处理同型泵类似问题，有一定借鉴意义。

参考文献

[1] 关醒凡.现代泵技术手册（498-500）[Z].

[2] 某集团核电泵业该型泵结构说明书[Z].

[3] 杨诗成，王喜魁.泵与风机[M].北京：中国电力出版社，2007.endprint