凝泵推力轴承温度过高的原因分析与处理

凝泵推力轴承温度过高的原因分析与处理
摘要： 分析凝泵轴承温度过高的原因，提出相应的对策，取得了满意的效果。
关键词： 推力轴承 温度高 处理
长兴电厂的两台125 MW机组共有4台12NL－160型凝泵，都为筒袋式立式多级离心泵。由上海水泵厂制造。其设计技术规范流量Q＝355m3／h，扬程H＝158 m，转速n＝1500r／min。
　　4台凝泵自1992年投入运行后，在每年的高温季节，都要出现轴承回油温度接近甚至超过70℃的现象，引起推力瓦磨损，严重时甚至烧瓦。经常被迫切换至备泵运行，甚至影响整台机组的正常运行。特别是在1999年3月时，轴承回油温度就高达68℃。而当时的环境温度只有20℃左右，温升高达48℃，超过了厂家的正常要求。因此，对这台泵进行了详细检查，并作了改进，取得了较好的效果。
1 原因分析及对策

　　 由于该故障从投产后就存在，而且经过大修也没能消除，所以可以排除设备本身的原因和检修引起的因素。经过分析有以下两种原因：

（1）泵的轴承冷却效果差

　　 该泵轴承由油润滑冷却，油又通过内置表面式冷却器冷却。该冷却器材料为紫铜管，冷却介质是循环水。冷却效果差又有两方面原因。一是冷却器管壁表面结垢，传热差。二是冷却水量小。针对这两点可以分别采取更换冷却器和提高冷却水压力及增大冷却水管管径的方法。

（2）泵的推力轴承实际受力太大

　　 轴承温度升高主要是由于推力瓦与推力盘磨擦所引起。而这磨擦力的大小直接取决于推力轴承的受力。温度升高说明推力轴承的受力过大。因此要使轴承温度下降就应该设法降低推力轴承的受力。该泵由于是单向吸水的，叶轮吸水侧的压力低于排水侧的压力，因而在叶轮两侧产生压力差，形成朝向吸水侧的轴向推力。这个轴向推力由平衡鼓和推力轴承共同承受。因此，可以通过增加平衡鼓受力和减小叶轮轴向推力的方法来减小推力轴承的受力。
平衡鼓的工作原理是靠两端的压差产生一个与叶轮相反方向的力来平衡泵所产生的轴向推力。它按以下计算：
F＝10 Pπ（R2－r2）  
式中P－压差，m；
        R－平衡鼓外径，cm；
        r－平衡鼓内径，cm。

　　 从式中可以看出，只要增加平衡鼓的外径就可以达到增加轴向推力的作用。根据设备本身情况，可以将原有平衡鼓外镶一套圈，使外径增加12 mm，理论计算可增加561 kg承受力。

　　 泵叶轮两侧产生的压差形成的轴向推力，计算经验公式是：
F＝9．8 nkH1γπ（R12－R22）  
式中F－水泵的轴向力，N；
        n－水泵叶轮个数；
        H1－单级扬程，m；
        γ－液体的重度，kg／m3；
        R1－口环半径，m；
        R2－水泵叶轮轮毂半径，m；
       k－与比转速度有关的经验系数。

　　从式中可以看出，只要减小扬程H1，就可以使轴向推力下降。我们仔细核对了该泵的实际运行参数，发现扬程比设计值略高19．6 kPa，流量在机组满负荷工况下尚有余量。因此，可以根据叶轮车削定律采取车小叶轮的方法降低泵的出口压力，从而减小泵的轴向推力。该泵有五级叶轮，为了避免对泵的流量产生较大的影响，车小末级叶轮。具体计算如下：（泵出口压力降低19．6 kPa）  
　　首先计算泵的比转速：