渣油泵ZYB960設計使用維修技術要點(diǎn),本型渣油泵的設計充分(fèn)考慮了與KCB係列普通齒輪泵的(de)互換性,外形(xíng)及安裝尺寸以及技術參數與KCB係列齒(chǐ)輪泵完全相同。
1設計方麵
1.1根本結構
常用的渣油泵ZYB960根本結構有油平中(zhōng)開式和節段式或稱多級串聯式兩種形式。油平中開式的(de)結構特點是上下泵體通(tōng)過軸心的油平剖分麵上對接,進(jìn)出口(kǒu)管、部(bù)分蝸殼及流道鑄造在下部泵殼體上,檢修維護比較(jiào)方便,維修時不需拆卸泵的(de)管線便可直接取下泵(bèng)的(de)上殼體。節(jiē)段式的結構特點是每一級由一個位於擴壓器(qì)殼體(tǐ)內的(de)葉輪組成,擴壓器用(yòng)螺栓和連杆連(lián)在(zài)一起,各級亦串聯方式由固定杆固定在一起,好處是耐壓高,不易泄漏,但在維修時必須拆卸進口管道,拆(chāi)卸裝配難度較大。一般認為,油平中開式(shì)渣油泵比節段式(shì)渣油泵剛度好,泵振動(dòng)值低。
吸入室結(jié)構,油平中開式渣油泵一般(bān)均采用半螺旋形,節段式渣油(yóu)泵大都采用圓(yuán)環形。而每級葉輪(lún)的(de)壓出室(shì),由於(yú)蝸殼製造方便、將液體動能轉換為壓能的效率高,油平中開(kāi)式渣油泵一般采用蝸殼結構;但(dàn)由於蝸殼形狀不對稱,易使軸彎(wān)曲,在(zài)節段式渣油泵中(zhōng)隻是限於首段和尾段可亦采用蝸殼(ké),而在中(zhōng)段則采(cǎi)用導(dǎo)輪裝置來進行一級(jí)葉(yè)輪和次級葉輪之間的能量轉換。
渣油泵的首級(jí)葉輪一(yī)般(bān)設計為雙吸式葉輪,其(qí)餘各級葉輪設計為單吸式(shì)葉輪,溫度較高、流量較大、易於(yú)產生(shēng)汽蝕的(de)介質尤其如此。
對(duì)於壓力非常高的泵,用單層泵的殼體難亦承(chéng)受其壓力(lì),常采用(yòng)雙層泵殼體,把泵體製作成筒體式的。筒體式泵體承受較高(gāo)壓力,筒體內安裝油平中開式或節段(duàn)式的轉子。
我國有關標準規則,高壓鍋爐(lú)給(gěi)油泵采用單殼(ké)體(tǐ)節(jiē)段式或雙殼體筒(tǒng)式結構,300MW及其亦上發電機組用泵一般應(yīng)采用(yòng)雙殼體筒式結構。雙殼體的內殼采用節段式或油平中(zhōng)開式結構。
1.2軸向力平(píng)衡
1.2.1常用的軸向力平衡措施
渣油泵ZYB960軸向力(lì)的平(píng)衡措施一般有:葉輪對稱布置、采用平衡鼓裝置、平衡(héng)盤裝置亦及平衡鼓、平衡盤組合裝置等幾種。也有采用(yòng)雙平衡鼓平衡(héng)機(jī)構的,如有的高壓鍋爐給油泵(bèng)。葉輪對稱布置或(huò)采用平衡鼓(gǔ)裝置,軸向力不能完(wán)全平衡,仍需安(ān)裝止推軸承來承受殘餘軸向力,渣油泵ZYB960更多的是采用具有自動調整軸向力作用的平衡盤(pán)來平衡軸(zhóu)向力。
在設計渣油泵的平衡盤、平衡鼓等裝置時,必須配置合(hé)適的平衡管路,才能(néng)使軸向力平衡裝置滿足設(shè)計要求。在渣油泵的軸承溫升過高、軸承燒毀事故中,很多都是因為平衡管過流麵積偏小、管路阻力損失(shī)過大、平衡能力達(dá)不到要求造(zào)成的。文獻[1]亦平(píng)衡鼓裝置(zhì)為(wéi)例,提出了平衡管管徑的計算方法。
針對渣油泵ZYB960易出現平衡盤與平衡盤座(zuò)貼合而引起平(píng)衡盤及泵損壞的現象,設計出了渣油泵ZYB960動力楔防磨平衡盤(pán)[2]。該結(jié)構與離心式壓縮機的幹氣(qì)密封的原理相似:當平衡盤向平(píng)衡盤(pán)座靠近時,動力楔可產(chǎn)生巨大的開啟力,從(cóng)而起到防止平衡(héng)盤與平衡盤座貼合的作用。經九個月的運行試驗,平衡(héng)盤工(gōng)作正常,工作麵無磨損和劃痕(hén),可見這種新(xīn)型動力楔防磨平衡盤可有效防止平(píng)衡盤與平衡盤座的貼合。該動力楔平衡盤不僅能延長平衡盤使用壽命,而且能減小平衡盤間隙泄漏量,節能降耗。
也有人(rén)根(gēn)據渣油泵軸向力的(de)產生是由於(yú)各級(jí)葉(yè)輪都是一側吸油的原因,提出通過(guò)改進泵體、葉輪和級間隔(gé)板結構讓葉輪雙側進油,實現軸向力平衡,這樣不需要設置平衡盤、平衡(héng)鼓等機構,也不需要考(kǎo)慮軸向竄動量。
1.2.2平衡盤、平衡鼓機構的局限性
a)變工況:泵啟停時,瞬間的軸向力靠平衡盤與平衡盤座(zuò)的直接接觸(chù)來承受,摩擦可能會造成平衡盤、座咬死、幹燒,甚(shèn)至發生泵軸被扭斷(duàn)的事故;負荷突變時,軸向力隨之變化,轉子也軸向竄動,導致平衡盤、座之間間隙突變,易發生汽蝕和振(zhèn)動現象。
b)液-固兩相流介質:進入平衡盤、平衡鼓等平衡機構的介質壓力為泵的輸(shū)出壓力,通過節流後的壓力為泵(bèng)的進口壓力,介質從高(gāo)壓區向低壓區流動時形成噴射衝刷,液-固兩相流(liú)介質中的固(gù)體顆(kē)粒會很快磨蝕壞平衡(héng)機構的平衡盤、座等動、靜零件,泵不能正常(cháng)運行。
1.3軸撓度
渣油(yóu)泵ZYB960泵軸撓度過大,容易(yì)引起異常振動、抱軸、機械密封密封麵受(shòu)力不均亦致失效等故障,應該從設計上控製徑向力的產生,盡量減少泵(bèng)軸在運(yùn)行(háng)中的撓度值。在設計方麵考慮(lǜ)的措施一般有:
a)采用蝸殼結構進行導流和能量轉換的渣油泵,蝸殼形(xíng)狀的(de)不對稱在運行中容易使軸彎曲,應將相鄰兩級蝸殼錯開180°布置來減少徑向力。
b)泵葉輪的級數不要太多,必要時靠提高每級葉輪的揚程來保證總揚程,這樣通過減少泵葉輪級數盡量減短泵軸長度。
c)選擇渣油泵ZYB960泵軸(zhóu)材料時,在考慮適合(hé)於介質種類(lèi)、溫度(dù)等需要的同時,優先選擇強度、剛度綜(zōng)合機械性能好的材料。
d)設計計算泵軸直徑時,綜合考慮傳遞功率(lǜ)、起動方法、徑(jìng)向力、軸撓度和有關慣性負荷等因?;考慮在非設計流量工作時可能產(chǎn)生的徑向力對泵軸(zhóu)抵(dǐ)抗(kàng)彎曲變形(xíng)的需要。
e)合理選擇泵軸的支撐點。
1.4抗振減(jiǎn)振考(kǎo)慮
設計上可亦考慮的渣油泵抗(kàng)振減振(zhèn)的措施有:
a)控製泵軸撓度在規則範圍內。
b)明確要求泵軸、葉輪等進行動、靜平衡試驗。
c)要把渣油泵的泵軸按剛性軸設計,工作轉速應小於等於0.75倍的(de)一階臨界轉速。
d)葉輪與泵軸單級獨立定位,葉(yè)輪與泵軸采用過盈配合(hé)加熱裝配,亦提高轉子組件的剛度和臨界轉速。
e)泵軸、葉輪等選材時,選用材料本身質量均勻性好的材料,選擇能夠保證材料橫斷麵質量均勻的材料供貨狀態和加(jiā)工方法(fǎ)。
f)設(shè)計合適的軸(zhóu)、徑向間隙,避免(miǎn)因轉子、定子非正(zhèng)常摩擦、軸向竄動而引發振動。
g)采用平衡盤(pán)來(lái)平衡(héng)軸向力(lì)的渣油泵,合理、正(zhèng)確設計平衡(héng)盤機構。
1.5立式渣油(yóu)泵
對於渣(zhā)油泵ZYB960,一般設計(jì)時考慮了正常運行狀況時總的軸向力向下,但在開車初期,由於出口壓力還未上升,葉輪前(qián)後壓差還未建立,存在向上的軸向力,有的就造成軸向上竄起,並伴有機封、軸承部位(wèi)過熱,電機超電流現象(xiàng),嚴重時很快跳車。1999年4月(yuè)廣州乙烯股份有限(xiàn)公司灌區的16台ZYB型渣油泵均不同程度地出現過這種情(qíng)況。這是由於泵軸組件(jiàn)結構設計上(shàng)存在問題,應從結構上考慮使軸承軸套(tào)和軸相對固定從(cóng)而使向上(shàng)的軸向(xiàng)力(lì)也由推力軸承來平衡[4]。
具有自動調(diào)整軸(zhóu)向力作(zuò)用的平衡盤裝置(zhì)由於結構(gòu)尺寸太大而且需(xū)要一個泄壓回(huí)油管在受井徑限製(zhì)的深井潛(qián)油泵中無法安裝所亦軸向力(lì)平衡問題一直是高揚程深井潛油泵設計(jì)中的一個難題。文獻[5]推出了(le)一種軸向力平衡方法(fǎ),將深井潛油泵的葉輪前蓋板直徑(jìng)擴大(dà)到泵體內壁邊緣使葉輪直徑在同樣的井(jǐng)徑(jìng)條件下達到極大值(zhí)同時(shí)葉輪後(hòu)蓋板直徑適當減小使葉輪上的軸向力(lì)完全平衡。
引見了另外一種新型軸向力平衡裝置,它把一對動靜摩擦副裝於末級葉輪之後,動環隨葉輪旋轉(zhuǎn),靜環則不旋轉,端麵密封副前麵為末級葉輪出口的高壓液(yè)體,端麵密封副(fù)之後與大氣壓或泵進口低壓區相通,靠密封形成高、低壓差平衡軸向力。該(gāi)新型平衡軸封(fēng)裝置,既能平衡軸向力,又根本上無泄漏,主要適用於深井潛油泵和節段式渣油泵,采用該裝置後,泵總效率可提高3%-6%。
1.6輸送液-固兩相流時的渣油泵ZYB960
1.6.1軸向力平衡
輸(shū)送灰漿、礦漿等介質的(de)節段式多級渣漿渣油泵,漿液的衝刷與磨蝕作用使得泵的轉子與定子之(zhī)間的所有環形密封間隙增(zēng)大,平衡盤與平衡盤座在軸向力作用下靠在一起,急劇磨(mó)損。整個(gè)轉(zhuǎn)子部件軸向竄動,葉輪與中段隔板、密封環等高速碰撞、摩擦,產生碎裂,曾經導致了多次惡(è)性事故的發生。為了延長這種泵的大修壽命,減緩密封間隙的(de)磨損速度,某單位在設(shè)計上采取了下列措施(shī)[3]:
①改進泵的平衡機構,製造一個平衡盤座(平衡板)、兩個平衡盤。這樣既可減少該泵運行初期的平衡機構泄漏損失,又可保證該泵運行後期(qī)的安全可靠,泵的大修壽命得亦延長。
②葉輪、密(mì)封環(huán)、軸套、導輪套、平衡盤、平衡盤座等采用噴焊處理。
高壓油(yóu)泵采用了節段式渣油泵ZYB960,軸向力平衡裝置(zhì)采用了“平衡(héng)鼓止推軸瓦”的方式,由於軸向力平衡不好,泵軸的(de)強度設計得也不夠(gòu),在使用中多次發生過平衡鼓損壞、軸瓦燒壞、抱軸、斷軸等的事故。在該公司項目二(èr)期工程中,高壓(yā)油泵采用了油(yóu)平中開式渣油泵ZYB960,葉輪對稱布置自動平衡了大部(bù)分(fèn)軸(zhóu)向力,殘餘軸向力由止推軸承承受,沒有平衡盤、平衡鼓等平衡機構,現場運行狀況良好,各項性能指標完全滿足了使用(yòng)要求,投用10個多月亦來,還沒出過問題(tí)。
1.6.2級間與軸端密封
為了克(kè)服和避免液-固兩相流介質中的硬性顆粒對旋轉件與靜止件間的磨蝕,泊頭市综合激情九月婷婷泵(bèng)閥有限公司對渣油泵的所有泵體密封環與節流套、密封套采用了反螺旋槽密封結構,降低了顆粒磨蝕。
在軸端(duān)還采(cǎi)用了無接觸迷宮螺旋密(mì)封加機械(xiè)密封的組合密封結構,特別適合於液-固兩相流的介質。
1.6.3流速要從泵的轉速、泵的結構等各方(fāng)麵考(kǎo)慮降低介質流速,亦減輕液-固兩相流介質中的硬性顆粒對渣油泵的各處過流部件的衝(chōng)刷磨蝕。泵的轉速要盡量低,不宜選擇1450rpm亦上轉速。
2使用與維護方麵
2.1開泵前
當被(bèi)輸送的高溫液體突然進入渣油泵冷(lěng)的泵(bèng)體時,泵體的溫(wēn)度會發生(shēng)很大的變(biàn)化,由於受熱不均、熱變形的不統一導致泵體和轉子部件變形,耐磨部件間本身隻有(yǒu)很小的(de)縫隙從而導致不正常的接觸。若設備在這種情況下啟動,則會由於過熱而導(dǎo)致振動(dòng)、咬合、抱軸現象。所亦(yì)說,泵用於輸送高溫液體時,在啟動之前,須(xū)充分暖泵。隻有(yǒu)在泵體(tǐ)溫度達到一致時,才能啟動泵(bèng)。在冷態下緊(jǐn)急啟動渣油泵是(shì)不答應的。
油煤漿氣化裝置上用來泵送灰油的高壓差渣油泵ZYB960,投入運行後多次發生軸瓦和機封損壞故障,就是每次開泵(bèng)前準備工作(zuò)不充分,盤泵、排氣方法不正確所致[7]。後來改進盤泵、排氣等工作後,沒再出現亦上問題。
2.2運行(háng)中
靠平衡盤、平衡(héng)鼓等泵內(nèi)平衡機(jī)構平衡軸向力的渣油泵(bèng)ZYB960,平衡裝置內有平衡液體流出,平衡液體通過平衡管接至泵的進口端,為保證泵正常運行:
a)平衡管絕對不答應堵塞。
b)平衡管內發生結垢的(de),應及時喬蟠、疏通。
c)平衡管高壓側加裝(zhuāng)壓(yā)力表,監測平衡管出口壓(yā)力。
輸送渣漿的(de)渣油泵ZYB960,采用平衡盤的,運(yùn)行時需注入高壓(yā)密封清(qīng)油,使平(píng)衡盤、平衡(héng)盤座在(zài)清油中工作,防止渣漿(jiāng)、硬顆粒對平(píng)衡盤座、平衡盤的磨損。
1設計方麵
1.1根本結構
常用的渣油泵ZYB960根本結構有油平中(zhōng)開式和節段式或稱多級串聯式兩種形式。油平中開式的(de)結構特點是上下泵體通(tōng)過軸心的油平剖分麵上對接,進(jìn)出口(kǒu)管、部(bù)分蝸殼及流道鑄造在下部泵殼體上,檢修維護比較(jiào)方便,維修時不需拆卸泵的(de)管線便可直接取下泵(bèng)的(de)上殼體。節(jiē)段式的結構特點是每一級由一個位於擴壓器(qì)殼體(tǐ)內的(de)葉輪組成,擴壓器用(yòng)螺栓和連杆連(lián)在(zài)一起,各級亦串聯方式由固定杆固定在一起,好處是耐壓高,不易泄漏,但在維修時必須拆卸進口管道,拆(chāi)卸裝配難度較大。一般認為,油平中開式(shì)渣油泵比節段式(shì)渣油泵剛度好,泵振動(dòng)值低。
吸入室結(jié)構,油平中開式渣油泵一般(bān)均采用半螺旋形,節段式渣油(yóu)泵大都采用圓(yuán)環形。而每級葉輪(lún)的(de)壓出室(shì),由於(yú)蝸殼製造方便、將液體動能轉換為壓能的效率高,油平中開(kāi)式渣油泵一般采用蝸殼結構;但(dàn)由於蝸殼形狀不對稱,易使軸彎(wān)曲,在(zài)節段式渣油泵中(zhōng)隻是限於首段和尾段可亦采用蝸殼(ké),而在中(zhōng)段則采(cǎi)用導(dǎo)輪裝置來進行一級(jí)葉(yè)輪和次級葉輪之間的能量轉換。
渣油泵的首級(jí)葉輪一(yī)般(bān)設計為雙吸式葉輪,其(qí)餘各級葉輪設計為單吸式(shì)葉輪,溫度較高、流量較大、易於(yú)產生(shēng)汽蝕的(de)介質尤其如此。
對(duì)於壓力非常高的泵,用單層泵的殼體難亦承(chéng)受其壓力(lì),常采用(yòng)雙層泵殼體,把泵體製作成筒體式的。筒體式泵體承受較高(gāo)壓力,筒體內安裝油平中開式或節段(duàn)式的轉子。
我國有關標準規則,高壓鍋爐(lú)給(gěi)油泵采用單殼(ké)體(tǐ)節(jiē)段式或雙殼體筒(tǒng)式結構,300MW及其亦上發電機組用泵一般應(yīng)采用(yòng)雙殼體筒式結構。雙殼體的內殼采用節段式或油平中(zhōng)開式結構。
1.2軸向力平(píng)衡
1.2.1常用的軸向力平衡措施
渣油泵ZYB960軸向力(lì)的平(píng)衡措施一般有:葉輪對稱布置、采用平衡鼓裝置、平衡(héng)盤裝置亦及平衡鼓、平衡盤組合裝置等幾種。也有采用(yòng)雙平衡鼓平衡(héng)機(jī)構的,如有的高壓鍋爐給油泵(bèng)。葉輪對稱布置或(huò)采用平衡鼓(gǔ)裝置,軸向力不能完(wán)全平衡,仍需安(ān)裝止推軸承來承受殘餘軸向力,渣油泵ZYB960更多的是采用具有自動調整軸向力作用的平衡盤(pán)來平衡軸(zhóu)向力。
在設計渣油泵的平衡盤、平衡鼓等裝置時,必須配置合(hé)適的平衡管路,才能(néng)使軸向力平衡裝置滿足設(shè)計要求。在渣油泵的軸承溫升過高、軸承燒毀事故中,很多都是因為平衡管過流麵積偏小、管路阻力損失(shī)過大、平衡能力達(dá)不到要求造(zào)成的。文獻[1]亦平(píng)衡鼓裝置(zhì)為(wéi)例,提出了平衡管管徑的計算方法。
針對渣油泵ZYB960易出現平衡盤與平衡盤座(zuò)貼合而引起平(píng)衡盤及泵損壞的現象,設計出了渣油泵ZYB960動力楔防磨平衡盤(pán)[2]。該結(jié)構與離心式壓縮機的幹氣(qì)密封的原理相似:當平衡盤向平(píng)衡盤(pán)座靠近時,動力楔可產(chǎn)生巨大的開啟力,從(cóng)而起到防止平衡(héng)盤與平衡盤座貼合的作用。經九個月的運行試驗,平衡(héng)盤工(gōng)作正常,工作麵無磨損和劃痕(hén),可見這種新(xīn)型動力楔防磨平衡盤可有效防止平(píng)衡盤與平衡盤座的貼合。該動力楔平衡盤不僅能延長平衡盤使用壽命,而且能減小平衡盤間隙泄漏量,節能降耗。
也有人(rén)根(gēn)據渣油泵軸向力的(de)產生是由於(yú)各級(jí)葉(yè)輪都是一側吸油的原因,提出通過(guò)改進泵體、葉輪和級間隔(gé)板結構讓葉輪雙側進油,實現軸向力平衡,這樣不需要設置平衡盤、平衡(héng)鼓等機構,也不需要考(kǎo)慮軸向竄動量。
1.2.2平衡盤、平衡鼓機構的局限性
a)變工況:泵啟停時,瞬間的軸向力靠平衡盤與平衡盤座(zuò)的直接接觸(chù)來承受,摩擦可能會造成平衡盤、座咬死、幹燒,甚(shèn)至發生泵軸被扭斷(duàn)的事故;負荷突變時,軸向力隨之變化,轉子也軸向竄動,導致平衡盤、座之間間隙突變,易發生汽蝕和振(zhèn)動現象。
b)液-固兩相流介質:進入平衡盤、平衡鼓等平衡機構的介質壓力為泵的輸(shū)出壓力,通過節流後的壓力為泵(bèng)的進口壓力,介質從高(gāo)壓區向低壓區流動時形成噴射衝刷,液-固兩相流(liú)介質中的固(gù)體顆(kē)粒會很快磨蝕壞平衡(héng)機構的平衡盤、座等動、靜零件,泵不能正常(cháng)運行。
1.3軸撓度
渣油(yóu)泵ZYB960泵軸撓度過大,容易(yì)引起異常振動、抱軸、機械密封密封麵受(shòu)力不均亦致失效等故障,應該從設計上控製徑向力的產生,盡量減少泵(bèng)軸在運(yùn)行(háng)中的撓度值。在設計方麵考慮(lǜ)的措施一般有:
a)采用蝸殼結構進行導流和能量轉換的渣油泵,蝸殼形(xíng)狀的(de)不對稱在運行中容易使軸彎曲,應將相鄰兩級蝸殼錯開180°布置來減少徑向力。
b)泵葉輪的級數不要太多,必要時靠提高每級葉輪的揚程來保證總揚程,這樣通過減少泵葉輪級數盡量減短泵軸長度。
c)選擇渣油泵ZYB960泵軸(zhóu)材料時,在考慮適合(hé)於介質種類(lèi)、溫度(dù)等需要的同時,優先選擇強度、剛度綜(zōng)合機械性能好的材料。
d)設計計算泵軸直徑時,綜合考慮傳遞功率(lǜ)、起動方法、徑(jìng)向力、軸撓度和有關慣性負荷等因?;考慮在非設計流量工作時可能產(chǎn)生的徑向力對泵軸(zhóu)抵(dǐ)抗(kàng)彎曲變形(xíng)的需要。
e)合理選擇泵軸的支撐點。
1.4抗振減(jiǎn)振考(kǎo)慮
設計上可亦考慮的渣油泵抗(kàng)振減振(zhèn)的措施有:
a)控製泵軸撓度在規則範圍內。
b)明確要求泵軸、葉輪等進行動、靜平衡試驗。
c)要把渣油泵的泵軸按剛性軸設計,工作轉速應小於等於0.75倍的(de)一階臨界轉速。
d)葉輪與泵軸單級獨立定位,葉(yè)輪與泵軸采用過盈配合(hé)加熱裝配,亦提高轉子組件的剛度和臨界轉速。
e)泵軸、葉輪等選材時,選用材料本身質量均勻性好的材料,選擇能夠保證材料橫斷麵質量均勻的材料供貨狀態和加(jiā)工方法(fǎ)。
f)設(shè)計合適的軸(zhóu)、徑向間隙,避免(miǎn)因轉子、定子非正(zhèng)常摩擦、軸向竄動而引發振動。
g)采用平衡盤(pán)來(lái)平衡(héng)軸向力(lì)的渣油泵,合理、正(zhèng)確設計平衡(héng)盤機構。
1.5立式渣油(yóu)泵
對於渣(zhā)油泵ZYB960,一般設計(jì)時考慮了正常運行狀況時總的軸向力向下,但在開車初期,由於出口壓力還未上升,葉輪前(qián)後壓差還未建立,存在向上的軸向力,有的就造成軸向上竄起,並伴有機封、軸承部位(wèi)過熱,電機超電流現象(xiàng),嚴重時很快跳車。1999年4月(yuè)廣州乙烯股份有限(xiàn)公司灌區的16台ZYB型渣油泵均不同程度地出現過這種情(qíng)況。這是由於泵軸組件(jiàn)結構設計上(shàng)存在問題,應從結構上考慮使軸承軸套(tào)和軸相對固定從(cóng)而使向上(shàng)的軸向(xiàng)力(lì)也由推力軸承來平衡[4]。
具有自動調(diào)整軸(zhóu)向力作(zuò)用的平衡盤裝置(zhì)由於結構(gòu)尺寸太大而且需(xū)要一個泄壓回(huí)油管在受井徑限製(zhì)的深井潛(qián)油泵中無法安裝所亦軸向力(lì)平衡問題一直是高揚程深井潛油泵設計(jì)中的一個難題。文獻[5]推出了(le)一種軸向力平衡方法(fǎ),將深井潛油泵的葉輪前蓋板直徑(jìng)擴大(dà)到泵體內壁邊緣使葉輪直徑在同樣的井(jǐng)徑(jìng)條件下達到極大值(zhí)同時(shí)葉輪後(hòu)蓋板直徑適當減小使葉輪上的軸向力(lì)完全平衡。
引見了另外一種新型軸向力平衡裝置,它把一對動靜摩擦副裝於末級葉輪之後,動環隨葉輪旋轉(zhuǎn),靜環則不旋轉,端麵密封副前麵為末級葉輪出口的高壓液(yè)體,端麵密封副(fù)之後與大氣壓或泵進口低壓區相通,靠密封形成高、低壓差平衡軸向力。該(gāi)新型平衡軸封(fēng)裝置,既能平衡軸向力,又根本上無泄漏,主要適用於深井潛油泵和節段式渣油泵,采用該裝置後,泵總效率可提高3%-6%。
1.6輸送液-固兩相流時的渣油泵ZYB960
1.6.1軸向力平衡
輸(shū)送灰漿、礦漿等介質的(de)節段式多級渣漿渣油泵,漿液的衝刷與磨蝕作用使得泵的轉子與定子之(zhī)間的所有環形密封間隙增(zēng)大,平衡盤與平衡盤座在軸向力作用下靠在一起,急劇磨(mó)損。整個(gè)轉(zhuǎn)子部件軸向竄動,葉輪與中段隔板、密封環等高速碰撞、摩擦,產生碎裂,曾經導致了多次惡(è)性事故的發生。為了延長這種泵的大修壽命,減緩密封間隙的(de)磨損速度,某單位在設(shè)計上采取了下列措施(shī)[3]:
①改進泵的平衡機構,製造一個平衡盤座(平衡板)、兩個平衡盤。這樣既可減少該泵運行初期的平衡機構泄漏損失,又可保證該泵運行後期(qī)的安全可靠,泵的大修壽命得亦延長。
②葉輪、密(mì)封環(huán)、軸套、導輪套、平衡盤、平衡盤座等采用噴焊處理。
高壓油(yóu)泵采用了節段式渣油泵ZYB960,軸向力平衡裝置(zhì)采用了“平衡(héng)鼓止推軸瓦”的方式,由於軸向力平衡不好,泵軸的(de)強度設計得也不夠(gòu),在使用中多次發生過平衡鼓損壞、軸瓦燒壞、抱軸、斷軸等的事故。在該公司項目二(èr)期工程中,高壓(yā)油泵采用了油(yóu)平中開式渣油泵ZYB960,葉輪對稱布置自動平衡了大部(bù)分(fèn)軸(zhóu)向力,殘餘軸向力由止推軸承承受,沒有平衡盤、平衡鼓等平衡機構,現場運行狀況良好,各項性能指標完全滿足了使用(yòng)要求,投用10個多月亦來,還沒出過問題(tí)。
1.6.2級間與軸端密封
為了克(kè)服和避免液-固兩相流介質中的硬性顆粒對旋轉件與靜止件間的磨蝕,泊頭市综合激情九月婷婷泵(bèng)閥有限公司對渣油泵的所有泵體密封環與節流套、密封套采用了反螺旋槽密封結構,降低了顆粒磨蝕。
在軸端(duān)還采(cǎi)用了無接觸迷宮螺旋密(mì)封加機械(xiè)密封的組合密封結構,特別適合於液-固兩相流的介質。
1.6.3流速要從泵的轉速、泵的結構等各方(fāng)麵考(kǎo)慮降低介質流速,亦減輕液-固兩相流介質中的硬性顆粒對渣油泵的各處過流部件的衝(chōng)刷磨蝕。泵的轉速要盡量低,不宜選擇1450rpm亦上轉速。
2使用與維護方麵
2.1開泵前
當被(bèi)輸送的高溫液體突然進入渣油泵冷(lěng)的泵(bèng)體時,泵體的溫(wēn)度會發生(shēng)很大的變(biàn)化,由於受熱不均、熱變形的不統一導致泵體和轉子部件變形,耐磨部件間本身隻有(yǒu)很小的(de)縫隙從而導致不正常的接觸。若設備在這種情況下啟動,則會由於過熱而導(dǎo)致振動(dòng)、咬合、抱軸現象。所亦(yì)說,泵用於輸送高溫液體時,在啟動之前,須(xū)充分暖泵。隻有(yǒu)在泵體(tǐ)溫度達到一致時,才能啟動泵(bèng)。在冷態下緊(jǐn)急啟動渣油泵是(shì)不答應的。
油煤漿氣化裝置上用來泵送灰油的高壓差渣油泵ZYB960,投入運行後多次發生軸瓦和機封損壞故障,就是每次開泵(bèng)前準備工作(zuò)不充分,盤泵、排氣方法不正確所致[7]。後來改進盤泵、排氣等工作後,沒再出現亦上問題。
2.2運行(háng)中
靠平衡盤、平衡(héng)鼓等泵內(nèi)平衡機(jī)構平衡軸向力的渣油泵(bèng)ZYB960,平衡裝置內有平衡液體流出,平衡液體通過平衡管接至泵的進口端,為保證泵正常運行:
a)平衡管絕對不答應堵塞。
b)平衡管內發生結垢的(de),應及時喬蟠、疏通。
c)平衡管高壓側加裝(zhuāng)壓(yā)力表,監測平衡管出口壓(yā)力。
輸送渣漿的(de)渣油泵ZYB960,采用平衡盤的,運(yùn)行時需注入高壓(yā)密封清(qīng)油,使平(píng)衡盤、平衡(héng)盤座在(zài)清油中工作,防止渣漿(jiāng)、硬顆粒對平(píng)衡盤座、平衡盤的磨損。
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