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一份多级泵检修与维护基础讲义

多级泵检修与维护

一、多级泵结构

1.多级泵主要由定子、转子、轴承、轴封四大部分组成。

2.转子部分主要由轴、叶轮、平衡盘、轴套等组成。

3.主要部件由:低压吸入段(进料管、进料室);泵体(蜗壳、导翼、防磨环);高压装置(填料密封、机械密封);泵轴(轴间套、叶轮、定位键、轴承)组成。

4.辅助装置:支架、机座、联轴器、电机、过滤器等。


二、多级泵的工作原理

被输送的液体,在给定的压力下进入泵的吸入口,由于叶轮的作用,使液体的动能和势能都增加,液体进入导叶后,一部分动能转换为势能(每一级叶轮都配有一个导叶),导叶的反叶片在有利的水力特性下把液体输送下一级叶轮的入口。

由于一级到另一级的这种过程的重复进行,每一级都增加了同样的压力,在通过末级导叶后,流体进入到筒形体的环形室,*后通过吐出口进入到吐出管路。

三、部件的原理及作用

1.平衡装置的工作原理

叶轮的吸入口朝向泵的驱动端,每一级叶轮的后盖板所承受的液体压力都大于前盖板处的液体压力,而且这个轴向力非常大,一般都有几十吨到几百吨的力,所以泵就必须有一个轴向力的平衡装置,借以平衡泵转子指向吸入段的轴向力。

从末级叶轮出来的带有压力的液体,经平衡座与调整套间的径向间隙流入平衡盘与平衡座间的水室中,使水室处于高压状态。平衡盘后有平衡管与泵的入口相连,其压力近似为泵的入口压力。这样在平衡盘两侧压力不相等,就产生了向后的轴向平衡力。轴向平衡力的大小随轴向位移的变化、调整平衡盘与平衡座的轴向间隙(即改变平衡盘与平衡座间水室压力)二变化,从而达到平衡的目的。但这种平衡经常是动态平衡。

2.轴向力的平衡

多级离心泵轴向力的平衡措施一般有:叶轮对称布置、采用平衡鼓装置、平衡盘装置以及平衡鼓、平衡盘组合等几种装置。也有采用双平衡鼓机构的(高压的水泵)。叶轮对称布置或采用平衡鼓装置,轴向力不能完全平衡,仍需安装止推轴承来承受残余轴向力,多级离心泵更多的是采用具有自动调整轴向力作用的平衡盘来平衡轴向力的。

平衡鼓是个圆柱体,装在末级叶轮之后,随转子一起旋转。平衡鼓外圆表面与泵体间形成径向间隙,一端是末级叶轮的高压区,另一端是与吸入口相连通的低压区。这样作用在平衡鼓的压差,形成了与叶轮上的轴向力相反的平衡力,其大小由平衡鼓直径决定。作用只是减小轴向力,但是不能完全平衡轴向力。

3.平衡盘

平衡盘多用于卧式多级泵,装在末级叶轮之后,随转子一起旋转。

平衡盘一般是两个作用:1是平衡轴向推力作用,2是轴向定位作用。

4.泵壳

泵壳的主要作用是将叶轮封闭在一定的空间,以便由叶轮的作用吸入和压出液体。泵壳多做成蜗壳行,故又称蜗壳。由于流道截面积逐渐扩大,故从叶轮四周甩出的高速液体逐渐降低流速,使部分动能有效地转换为静压能。泵壳不仅汇集由叶轮甩出的液体,同时又是一个能量转换装置。

5.叶轮

叶轮是多级泵的核心部分,它转速高出力大,叶轮上的叶片又起到主要作用,叶轮在装配前要通过静平衡实验叶轮上的内外表面要求光滑,以减少水流的摩擦损失。

6.泵轴

作用是借联轴器和电机相连接,将电动机的转矩传给叶轮,所以它是传递机械能的主要部件,它不仅支承着转子上的所有零部件,而且还承担着传递扭矩的作用。

7.轴承

轴承是为了消除轴向窜动、承受轴向负荷及减少端面摩擦。根据零部件的不同要求,可分单位向、双向两种形式的装配。装配时内径小环与传动轴配合,它与传动轴一起旋转;内径大的环装在支承套上,它与传动轴有间隙,与支承套一起不转动。若安装反了,会使断面摩擦增大,从而失去推力轴承的作用。

四、泵的检修维护

1.泵的拆装步骤

开具检修作业单

检修作业单由操作人员签字确认已达到检修具备的条件。

拆开电机地脚螺栓,移开电机。

取出联轴器对轮。

检查轴是否弯曲,安装百分表打下轴窜。

取下两端轴承部件。

拆下两端机械密封及轴套。

拆下平衡盘。

分段取下各级导叶、叶轮、口环。

安装复位时,依照先拆后装顺序,依次用适当的技术和工具安装各零件。

2.多级泵检修时拆装注意事项

1.解体时:

拆止推轴承前应利用百分表测量出平衡盘间隙,并做好记录。

解体时必须将各零件按原装配顺序做好记号,以免回装时混乱、装错。

解体时可直观感觉一下是否有不正常的零件,比如配合松动等。

2.安装:

先将转子装好,重新进行动平衡试验。

按拆泵的相反顺序回装各零件,回装时注意再次量各密封环处间隙值,确保无误。

装平衡盘之前赢测量转子总串量。

撞上平衡盘后,测量转子半串量。

均匀地紧好各主螺栓,注意应对角进行。

装止推轴承时应注意调整平衡盘的间隙,应利用轴承前的调整环调整平衡盘间隙。

3.常见故障及处理方法

故障一:电动机超负荷

主要原因:1.转动方向错误。2.叶轮中有异物。3.联轴器同轴度误差超过允许值。4.叶轮与泵壳摩擦。

处理方法:1.纠正转动方向。2.检查、清扫。3.重新找正。4.调整叶轮与泵壳间隙。

故障二:离心泵运行中平衡管、高压端泵头发烫、泵压下降。

主要原因:1.平衡部分失去作用,平衡板与平衡盘干磨引起;2.散热困难;轴承损坏(润滑条件差)引起泵头温度上升;3.设备不同心,造成高压段密封及轴承偏磨;4.填料密封过紧,允许漏失量过小引起泵头发烫。

处理方法:1.检查更换平衡板,矫正操作方法;2.检查更换高、低压端轴承,定期保养(改善润滑条件);3.调整同心度;4.检查轴间套是否磨损严重,密封条件再更换新的盘根。

故障三:机械密封泄露

主要原因:1.泵转子轴向窜动,动环来不及补偿;2.操作不稳,密封腔内压力经常变动;3.转子周期性振动;4.动、静环密封面磨损;5.密封面端面比压小;6.密封内夹入杂物;7.使用拼圈弹簧方向不对,弹簧力偏斜,弹簧受到阻碍或弹簧压力不足;8.轴面表面在密封圈处有轴向沟槽或凹坑或腐蚀;9.泵轴弯曲;10.静环或动环的密封面与轴的垂直度偏差太大。

处理方法:1.调整周窜量;2.调整操作;3.排除振动;4.研磨或动、静环;5.调整端面比压;6.清楚杂物;7.调整或更换弹簧,调整弹簧压缩量或更换弹簧;8.修复或更换轴套;9.校正或更换泵轴;10.减小垂直度偏差。

故障四:离心泵运行过程中平衡盘磨损,泵穿量超过规定范围。

主要原因:1.泵上量不好,水内杂质太多造成泵平衡盘磨损;2.装配不当,造成泵轴允许串量过大或过小;3.轴承磨损,间隙变大造成轴允许串量过大;4.电机轴与泵轴之间不同心(产生径向跳动、轴向跳动)造成一系列机械损伤,引起平衡盘与平衡板之间配合间。

处理方法:停泵更换平衡盘,校对平衡间隙;2.重新调整装配间隙;3.更换轴承;4.调整设备同心度。

五、多级泵间隙、串量的测量及调整

1.泵径向间隙的调整

1)泵体装完后,将两端的端盖、瓦架装好,即可调整转子与静子的同心度(抬轴)。

2)对于转子与静子的同心度要求是:半抬等于总抬量的一半或者稍小一点,瓦口间隙两侧相等且四角均匀。

3)抬轴的测量:未装轴瓦前,在两端轴承支架上各装1只白分表,表的测杆中心线要垂直于轴中心线并接触到轴颈上。用撬棍在泵的两端同时平稳地将轴抬起,其在上下位置时百分表读书差,就是转子的总抬量。

4)将转子撬起,放入下瓦,此时百分表的读书应为转子半抬量,并且应该是总抬量的一半,否则就无需进行调整。调整时如果轴承架下有调整螺栓,则只需松、紧螺栓即可。若无调整螺栓,则可调整轴瓦下面的垫片厚度。

5)对于转子与静子两侧的同心度,一般借助轴瓦两侧瓦口间隙是否均匀来认定。放入下瓦后用塞尺测量轴瓦4个瓦口间隙,调整均匀且瓦口单侧间隙应为轴瓦顶部间隙的一半。

2.什么是总串量、半串量

多级泵总串量一般是指未装平衡盘时测量的转子总的轴向串动量,此时测出的通常是叶轮盖板与定子件间的总间隙。

半串量是指装上平衡盘后,转子向吸入端的串动被平衡盘限制住了,剩下的串动量只是向驱动端的。在设计上,此时的半串动量一般是总串动量的一半左右,因此叫半串量(有些泵的半串量不是总串量的一半,这个需要看厂家的图纸)。

测量总串量与半串量的目的是使转子的水力中心与定子的水力中心尽量吻合。

3.转子总窜量的测量

泵总窜量关系到叶轮出口中心线与导叶入口中心线的对中,直接影响水泵的效率及水泵的运行周期。此时不装轴承及密封,也不装平衡盘,而用专用套代替平衡盘套装在轴上,并上好轴套螺母,在轴端装一百分表,然后拨动转子,转子在前后终端位置的百分表读数差即是水泵的总窜量。测出的窜量数值与分级窜量进行比较,如有出入要分析原因并消除。水泵总窜量如果发生变化,则说明水泵各中段紧固螺栓有松动或水泵动静部分轴向发生磨损。

4.转子半窜量的测量

完成转子总窜量的测量调整后,将平衡盘、调整套装好并将锁母紧固到小装位置,架上百分表,前后拨动转子,百分表读数差即为转子半窜量。转子半窜量应为总窜量的一半,如半窜量与总窜量不符,应对调整套进行调整使之符合。在未拆除平衡盘的状态下测量水泵的半窜量,水泵的半窜量应该是水泵总窜量的一半,检查水泵半窜量与原始数据进行比较,可找出平衡盘磨损量及水泵效率降低的原因。

六、多级泵检修注意要点

1.对叶轮与导叶的轴向对中不重视。

当叶轮与导叶对中不好时,叶轮出口流体受阻产生涡流,同时余下各级叶轮与导叶对中也不好,引起轴向推力累计增大,若达到一定程度超过了平衡装置的平衡能力时将引起密封面间隙减小直*干磨损。为此,每次泵的检修都要重视叶轮与导叶的轴向对中,要求测量泵总的串量A,工作串量B,调整B=A/2(011mm~012mm),此处,留出011mm~012mm的平衡盘间隙非常重要。

2.对转子与壳体同心度调整重视不足

转子与壳体同心度如果不好,将造成动盘轮毂与均衡套间隙不均,降低平衡装置的工作效果,甚*导致叶轮与叶轮密封环相互摩擦引起振动。同时由于两侧轴承托起轴的高度不一致,会引起平衡盘倾斜,造成动静盘偏斜,加速平衡盘的磨损,因此检修中注意轴的径向对中。

小结:通过本次多级泵的检修与维护培训,主要讲了六个方面的问题,其实大家可以从通篇讲述中明白我们的主题思路一直围绕着多级泵结构、故障出现征兆以及应对之策展开分析,如蚕剥茧,直到达到目的,大家依照这样的方法对所用设备仔细分析,不放过任何蛛丝马迹,你也可以得出比较精确的结论,如帮助实战技能进一步提高。

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