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給水泵軸向推力產生的原因及平衡方法
給水泵軸向推力產生的原因及平衡方法
單側進水的給水泵正常工作時,水泵葉輪壓水端的壓力比吸水端的壓力高。因此,在葉輪上作用著一個指向進水口的軸向力,通常稱為水泵的軸向推力,對多級水泵,則水泵的軸向推力為各級的軸向推力之和,其數值可達數噸,這樣大的軸向推力如不平衡,就會使轉子發生軸向位移,嚴重時造成水泵的動、靜部件摩擦。因此,必須采取相應的措施來平衡水泵的軸向推力。此外,若是母管制供水,定速泵與調速泵的匹配必須合適,匹配不當既不經濟也不安全,還可能使調速泵失去作用,定速泵超載造成安全事故。
1.給水泵的軸向推力產生的原因:
(1)葉輪兩側蓋板的大小不同。兩側蓋板的壓力分布也不同,因此,產生一個指向與葉輪進口流體流向相反的軸向推力。
(2)流體從葉輪進口到出口流向由軸向變為徑向,會產生一個指向與葉輪進口流體流向相同的軸向推力。
2.給水泵軸向推力的平衡方法:
(1)給水泵級數為奇數時,首級采用雙吸葉輪,其他級對稱布置。
(2)平衡孔法:對單側進水的水泵,可在葉輪的后盤上開設平衡孔,使壓水端經間隙漏至葉輪后盤的水回到葉輪人口處,葉輪兩側的壓差減小,從而使軸向推力減小。
(3)對稱進水法:把水泵葉輪的進水方向布置為對稱形式,即單級離心水泵采用雙側進水,多級離心水泵采用對稱進水,使葉輪兩側的軸向推力互相抵消。
(4)平衡盤法:對多級離心水泵可在最后一級葉輪的后端的泵軸上裝一個平衡盤,平衡盤后的水室與水泵進口相通,而作用在平衡盤前部的壓力為最后一級葉輪的出口壓力,于是平衡盤產生了一個與水泵軸向推力相反方向的推力,起到平衡軸向推力的作用。
(5)設置推力軸承來平衡上述措施未完全平衡的推力。
給水系統和給水泵組分類
給水系統主要是將除氧器水箱中的主凝結水通過給水泵提高壓力,經過高壓加熱器進一步加熱之后,輸送到鍋爐的省煤器人口,作為鍋爐的給水。此外,給水系統還向鍋爐再熱器的減溫器,過熱器的一、二級減溫器以及汽輪機高壓旁路裝置的減溫器提供減溫水,用以調節上述設備出口蒸汽的溫度。
給水泵是用來將除氧器水箱中具有一定溫度、壓力的水連續不斷地輸送到鍋爐中去的設備。隨著單元機組容量的增大,給水泵越來越趨向于大容量、高轉速、高效率、自動化程度高的方向發展。給水泵安裝在除氧器水箱出口,它應連續不斷地向用戶輸送高溫、高壓給水。因此對給水泵要求很高,一般都設置備用容量,否則鍋爐斷水將造成嚴重事故。
1.電動給水泵組
電動給水泵組由電動給水泵和電動給水泵前置泵組成。電動給水泵前置泵直接由電動機驅動,電動機的另一端通過一個增速齒輪箱驅動電動給水泵,泵側聯軸器均為撓性連接,可以減緩各部件的振動,提高運行的穩定性能。給水泵電動機采取風扇冷卻方式,泵采取軸承潤滑冷卻方式,具有一套獨立的潤滑油系統。潤滑油系統配備2臺交流油泵、1臺直流潤滑油泵,油溫為手動調整。
電動給水泵組設置
①障礙在冷態啟動和某些熱態啟動時,蒸汽不可能獲得足夠的壓力去驅動鍋爐給水泵的汽輪機,這時,25%容量的電動機驅動的電動給水泵組供應給水到鍋爐。電動給水泵組布置在底層,該泵組由一臺前置泵和一臺主泵串聯連接,并由同一臺電動機驅動。
②電動給水泵前置泵從除氧器水箱吸水,人口管上設置一個電動閘閥、流量噴嘴和一個粗濾網,這些設備的功能與汽動給水泵前置泵的功能一樣。
③電動給水泵前置泵送水至電動給水泵主泵。在電動給水泵主泵出口管上依次裝設止回閥,電動閘閥。止回閥之前引出最0小流量再循環管。
④電動給水泵組在汽動給水泵組解列時,將投入運行并帶25%汽輪機的額定負荷(定壓工況)。
⑤在電動給水泵前置泵的收入管上接一路至除氧器的循環泵,在冷態啟動時用于提高除氧器水箱的水溫。
(3)電動給水泵最0小流量再循環閥
①電動給水泵設置有最0小流量再循環管,并引到除氧器水箱。
②電動給水泵的再循環管上設置一個由流量沖量控制的角式流量控制閥,在控制閥前設一個閘閥,在控制閥后設一個閘閥和一個止回閥。
③在低負荷時,控制閥將保持泵的安全運行所要求的最0小流量,由于泵內溫度使控制閥之后的液體汽化,因此控制閥出口管盡量靠近除氧器水箱。
④電動給水泵的最0小流量控制閥是自動控制的,泵啟動,閥門將自動打開,隨著泵流量的增加,再循環控制閥逐漸關閉,流量達到允許值后,控制閥全關。當泵的流量小于允許值時,最0小流量再循環控制閥自動打開。給水泵要有高的設計效率的同時,還必須保證給水泵的工作點在高效率區,才能保證給水泵有高的運行效率,降低給水泵耗電率。
2.汽動給水泵組
汽動給水泵組由汽動給水泵(主泵)和汽動給水泵前置泵組成,主泵應能隨給水泵汽輪機連續盤車。給水泵組應能在最0大工況點連續長期運行,同時又能滿足各種運行工況下鍋爐給水的需要量。給水泵組在額定工況點下的各項參數(含流量、揚程、效率)均應給予保證,且在最0大工況點下的流量及揚程也應給予保證。
3.暖泵
電動給水泵和汽動給水泵均設置暖泵管。電動給水泵運行時,汽動給水泵處于暖泵狀態,反之,汽動給水泵運行時,電動給水泵處于暖泵狀態。汽動給水泵運行時,水從汽動給水泵的進口管上接出,通過兩泵暖泵聯絡管、節流孔板、閥門進入電動給水泵,并通過電動給水泵殼體返回凝結水集水箱;電動給水泵主泵運行時,則剛巧相反,每一根暖泵管設節流孔板以維持暖泵流量和減少壓力。
由于電動給水泵為冷態備用,汽動給水泵為熱態備用,所以汽動給水泵在備用時必須投入暖泵系統。
鍋爐給水泵故障排除方法及維護
1、壓力表有壓力,但是仍不出水主要是由于出水管阻力太大,旋轉方向不對。葉輪堵塞,泵轉速不足。檢查或縮短水管、檢查電機。清理葉輪、增加泵的轉速。
2、鍋爐給水泵流量不足主要有泵葉損壞、管路堵塞或泄露造成。對于采用皮帶傳動的給水泵還要考慮是否由于皮帶打滑造成轉速偏低引起流量不足。排查皮帶后檢查管路,堵塞泄露處流量仍然不足應考慮是否出現葉輪損壞。檢查葉輪并對軸承等部位進行潤滑,避免由于軸承潤滑不暢或損壞造成轉速不足引起流量不足。
3、泵不吸水、壓力表和真空表指指針劇烈跳動的產生的原因是灌注引水不夠。管路與連接處漏氣。檢查底閥手否漏水、再灌足引水,擰緊漏氣處。
4、泵消耗功率過大主要原因是填料壓得太緊,并發熱、葉輪有磨損、泵流量增大。解決辦法調整填料壓蓋,檢查泵軸是否彎曲、更換葉輪、增加出水阻力,降低流量。
5、引起泵體過熱是由于軸承損壞造成摩擦所致,或者是由于潤滑系統缺油、油質不好造成。因此在發現給水泵泵體過熱后應首先檢查潤滑系統是否缺油或潤滑油含有雜質等,其次排查軸承是否損壞。對于剛剛經過檢修的泵體出現過熱還應檢查滾動軸承或托架蓋是否間隙過小。經過上述檢查后泵體仍然出現發熱應檢查泵軸是否彎曲或兩軸不同心、同時檢查葉輪平衡,調整泵軸或調整兩軸同心度,清除葉輪平衡孔,以此保證泵軸與葉輪的轉動平衡,排除故障。
6、泵內聲音反常、泵不出水主要是吸水管阻力過大,在吸水處有空氣滲入,說送的液體溫度過高。檢修吸水管,檢查底閥,減少吸水高度,堵塞漏氣,降低溫度。
7、軸承過熱,水泵振動的原因電機與泵不同心,軸承缺油或磨損。該泵是導葉式壓出室,所以在葉輪外圓裝有導流器,在導流器外周還有蝸形殼體。高速電機與泵使中心對準,加油或更換軸承。