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1、水泵运行中出现的问题与改进措施1水泵运行条件东雷抽黄工程位于黄河小北干流段,河源泥沙含量较高,据有关资料介绍,黄河年平均含水量32.21kg/m3,汛期最大含砂量618〜713kg/m3,泥沙中含矿物质多且质地坚硬。东雷二级泵站距渠首一级站1.5km,一级泵站抽引的黄河水未经处理直接进入二级泵站,河源含砂量等于二级泵站进水含沙量。东雷抽黄总干渠设计断面过水120m3/s,而正常运行过水最大不超过30m3/s,最小仅8m3/s,总干渠在一级站抽水17.21m3/s时,水流速度1.507m/s,过大的渠道断面和过低的水流速
2、度使泥沙大量淤积在总干渠。水泵进口淤积厚度平均2.5~2.8m.H2型泵为负吸程泵,设计泵轴中心线低于进水闸低水面2.21m,图1为渠道淤积渠底高程及泵轴中心线高差示意图。由图中可知,当水泵运行时,泵轴中心线与淤积后的进水底面相差4.71〜5.01m,渠底泥沙由于泵的抽吸作用,绝大部分进入水泵,并由水泵抽送上嫄。水泵的运行过程实际上是一个渠道的拉沙过程,且淤积沉淀的泥沙恰恰都比重大,颗粒粗(泥沙中径在0.12mm左右),矿物质含量高,且质地坚硬,对水泵磨蚀危害极大,经测试,H2型泵的过机含量是渠首一级泵站含沙量的2〜3
3、倍。加上水中挟带的泥沙,H2型泵过机量含沙量平均在30〜35kg/m3左右,由于H2型泵安装的特殊地理位置,决定了它的运行条件十分恶劣。2水泵运行中出现的问题H2型泵是上世纪70年代沈阳水泵厂为东雷抽黄工程设计制造的专用泵。为单吸双级式结构,总重量40t,由于当时缺少泥沙磨蚀方面的经验借鉴,水泵设计以提高部件材质为主要抗磨蚀措施。其它参数设计仍以清水介质为对象,当遇到东雷二级泵站如此恶劣的运行条件时,水泵难免出现各种想象不到的问题。2.1高压侧轴封装置漏水严重,并造成不良后果H2型泵轴封装置为水环式机械密封装置,高压侧
4、设计五级水封旋涡轮。当水泵运行时,旋涡轮转动,形成端部水压,以抗御水泵内部的压力水流。轴封装置安装间隙很小,轴向2mm,径向0.5mm.(1)启动瞬间,轴封装置常常冒火冒汽。H2型泵启动瞬间,市于启动转矩和水力轴向不平衡,泵轴轴向窜动较大,窜动量通常在1.5〜3mm,径向跳动在0.3〜0.8mm.—旦泵轴轴向窜动量大于2mm,径向跳动超过0.5mm,水封轮和固定套必然发生摩擦,产生火花和热量,遇水变成水蒸气,同时伴有剌耳的摩擦声。轴向窜动时间短时,轴封装置磨损小仍可运行,只是止水效果不好,漏水严重。时间长时,轴封装置很
5、快磨损报废,导致整台泵停止运行。(2)轴封漏水,污蚀润滑油,轴承发热烧瓦。轴封装置几乎在每次启动过程中都可能产牛•硬摩擦,造成水封轮,固定套轴向,径向间隙急剧增大。轴封性能大大下降,据统计,一套完好的轴封装置在泥沙水中运行50〜100h,就开始逐渐漏水。漏水过程由小到大,每小时10〜15m3,最大时100-110m3/h.泥沙水经泵侵入轴承,使润滑油严格稀释污18杨凌职业技术学院学报第9卷蚀,运行期间,值班人员不得不放开轴承下部的排油管,排出沉淀在轴承下部的泥沙水。污蚀稀释后的润滑油润滑性能大大下降,水泵电机轴承运行很
6、不可靠(水泵电机同用一稀油站),严重发热,轴承烧瓦事故屡屡发生。据统计,每运行一灌季,因高压轴封漏水将污蚀润滑油0.5t,价值人民币3000余元。2.2上止推轴承运行时间短,报废快,有时外圈突然断裂,防不胜防H2型泵为双叶轮,第一级叶轮扬程122.5m,第二级叶轮扬程112.5m.由于其结构设计和水力性能各方面的原因,转子部件运行时,存在轴向力。为了消除轴向不平衡力,在泵轴的非轴伸端安装了一组止推轴承,型号为46236,图3为水泵转子部件图,根据多年来的运行资料统计,水泵在泥沙水中正常运行150~200h,止推轴承就因
7、保护架磨损而报废。非正常运行时,机组刚一启动,轴承外圈就突然断裂。2.3过流部件磨蚀严重H2型泵扬程高,叶轮出口线速度达50・2m/s,运行条件十分恶劣。在含沙量30〜35kg/m3的条件下,运行200〜300h,叶轮就严重磨蚀,叶片平均磨短3〜5mm,直径磨小3〜6mm,叶片出口边出现大面积的鱼鳞坑和沟槽,密封环单间隙由原来的0・75mm增到5〜7mm,沿测量槽部位的边壁多处穿孔磨透;泵壳体高压区平均磨损2〜3mm,叶舌磨短5〜7mm.尤其是连通一二级叶轮的隔板套和叶轮套,尽管采用氧化处理后的碳钢材质,间隙也由原来安
8、装的0.75mm增到2.5〜3mm.水泵出水量由原来的2.2m3/s下降到1.8-2.0m3/s,水泵不得不在运行很短时间内解体大修。H2型水泵轴封漏水,轴承断裂,运行不可靠,经笔者20余年的实践观察其主要原因是水泵叶轮套和隔板套过速磨损。水泵轴向力急剧加大,当间隙rfl0.75mm增到1.5〜2.5mm甚至更大时,经推算,泵轴产