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第四章凝结水泵的解体、装配及检查7
4.1凝结水泵的解体与装配7
4.2凝结水泵的检查8
第五章凝结水泵的故障诊断及其分析9
5.1常见故障原因分析与解决方法如表5.19
5.2凝结水泵的使用保养11
第六章凝结水泵试运行方案12
6.1试运行目的及应具备的条件12
6.2试运方法及步骤12
6.2.1电机空转12
6.2.2电机试转13
6.2.3凝结水泵组试转13
6.2.4凝结水泵的启动和运行13
6.2.5凝结水泵的停止14
第七章实例16
7.1设备概况16
7.2事故经过16
7.3凝结水泵运行工况的特点16
7.4凝结水泵存在失压的因素17
7.5凝结水泵失压事故的原因分析17
7.6维修措施19
总结20
致谢21
参考文献22
第一章绪论
1.1本课题的目的和意义
农业灌溉和排涝,城市给水排水;
动力工业中锅炉给水凝结水泵、强制循环凝结水泵、循环水凝结水泵、冷凝结水泵、灰渣凝结水泵、疏水凝结水泵、燃油凝结水泵等;
采矿工业的矿山排水凝结水泵、水砂充填凝结水泵;
石油工业中泥浆凝结水泵、注水凝结水泵、深井才有凝结水泵、输油凝结水泵、石油炼制凝结水泵等;
化学工业中耐腐蚀凝结水泵、比例凝结水泵、计量凝结水泵。
凝结水泵:
通常把提升液体、输送液体和使液体增加压力的机器统称为凝结水泵。
(1)叶片凝结水泵:
利用叶片和液体相互作用来输送液体,如凝结水泵、混流凝结水泵、轴流凝结水泵、旋涡凝结水泵等。
(2)容积凝结水泵:
利用工作容积周期性变化来输送液体,如活塞凝结水泵、柱塞凝结水泵、隔膜凝结水泵、齿轮凝结水泵、螺杆凝结水泵等。
(3)其它类型凝结水泵:
只改变液体位能的凝结水泵,如水车;
或利用流体能量来输送液体的凝结水泵,如射流凝结水泵、水锤凝结水泵等。
凝结水泵作为一种使用相当广泛的机器,在国民经济发展中具有不可替代的地位为了更好的了解并使用凝结水泵从而促进其高效率的运作我们很有必要对凝结水泵进行一下系统全面的理解。
本论文在此较为系统理论的对凝结水泵的基本结构及其工作原理进行了介绍,并且为了是大家对凝结水泵的应用有所了解。
1.2本课题现有技术的情况
随着电力行业及石油化工等工业的不断发展,对凝结水泵的要求不断增加。
凝结水泵做为输送物料的一种转动设备对连续性较强的化工装置生产尤为重要。
因此需要很多要求输送高温介质及高扬程的凝结水泵。
而凝结水泵运转过程中难免会出现各种各样的故障。
因而如何提高凝结水泵运转的可靠性、寿命及效率以及对发生的故障及时准确的判断处理是保证生产平稳运行的重要手段
凝结水泵是用于提升液体、输送液体或使液体增加压力把原动机的机械能变为液体能量的一种机器。
在21世纪工业迅猛发展的今天凝结水泵因其具有性能适用范围广包括流量、压头及对介质性质的失迎性、体积小、结构简单、操作容易、流量均匀、故障少、寿命长、购置费和操作费均较低等突出优点而在国民经济发展中得到极为广泛的应用。
它的使用涉及到各个方面包括工业、农业、能源甚至在军事领域都引用了很多它的原理。
1.3本课题应解决的主要问题及技术要求
在本篇论文中重点探讨了凝结水泵的基本结构、基本工作原理、在多个领域的应用并重点描述了凝结水泵的应用、拆装、常见故障原因诊断分析及维修等。
第二章凝结水泵的基本概念及其结构
2.1凝结水泵的定义
凝结水泵是把原动机的机械能转换成抽送液体能量的机器。
原动机通过凝结水泵轴带动叶轮旋转,对液体作功,使其能量增加,从而使需要数量的液体,由吸水池经凝结水泵输送到要求的高处或要求的压力的地方。
图2.1凝结水泵装置图
如图2.1所示是简单的凝结水泵装置。
原动机带动叶轮旋转,将水从A处吸入凝结水泵内,排送到B处。
凝结水泵中起主导作用的是叶轮,叶轮中的叶片强迫液体旋转,液体在离心力作用下向四周甩出。
这种情况象转动的雨伞,雨伞上的水滴向四周甩出去的道理一样。
凝结水泵内的液体甩出去后,新的液体在大气压力下进到凝结水泵内。
如此连续不断地从A处向B处供水。
凝结水泵在开动前,应先灌满水。
如不灌满水,叶轮只能带动空气旋转,因空气的单位体积的质量很小,产生的离心力甚小,无力把凝结水泵内和排水管中的空气排出,在凝结水泵内造成真空,水也就吸不上来。
凝结水泵的底阀是为灌水用的,凝结水泵出口侧的调节阀是用调节流量的。
而凝结水泵就是从凝汽器下部热井中将凝结水抽出并将其升压送往回热加热系统的水凝结水泵。
2.2凝结水泵的结构形式与组成
图2.2凝结水泵结构图
如图2.2凝结水泵是立式筒袋型双层壳体结构,首轮为单吸或双吸形式,次级叶轮与末级叶轮通用,为单吸形式。
首级壳为碗形壳或螺旋壳,次级、末级壳为碗形壳;
凝结水泵轴设有多处径向支承,凝结水泵转子轴向负荷可由凝结水泵本身推力轴承承受,也可由电机承受;
轴封可以为填料密封或机械密封,凝结水泵转子轴系含两根轴,轴间联接为卡环筒式联轴器,凝结水泵机联接为弹性柱销联轴器或刚性联轴器联接;
吸入与吐出接口分别位于凝结水泵筒体和吐出座上,并呈180°
水平布置(可按15°
的整数倍任意变位)。
凝结水泵是筒袋型立式多级凝结水泵。
在结构上有以下几方面特点:
a.首级叶轮加前置诱导轮;
b.采用轴向导叶;
c.基础采用抽芯式结构;
d.凝结水泵的轴向力采用平衡孔与推力轴承相结合进行平衡;
e.密封采用浮动环密封。
为满足长期在低NPSH工况条件下运行,使凝结水泵具有良好的抗汽蚀性能,首级叶轮加前置诱导轮
在满足性能要求和保证足够的刚度的前提下,减少了凝结水泵的横向(径向)尺寸。
从而减少了凝结水泵机组的安装宽度。
一般凝结水泵由以下几部分组成:
凝结水泵筒体、工作部、出水部分和推力装置部分。
凝结水泵筒体:
是由优质碳素钢板卷焊制成的圆形筒体部分,其一侧设有吸入法兰;
凝结水泵筒体用以构成双层壳体凝结水泵的外层压力腔,正常工作时腔内处于负压状态。
工作部:
用多级叶轮同向排列构成的凝结水泵转子和在其外围形成导流空间的导流壳组成。
凝结水泵转子由叶轮、凝结水泵轴、键、轴套等件组成。
叶轮是将原动机的能量转换成凝结水泵送液体能量的核心元件。
凝结水泵轴既做为叶轮的载体,又传递着转子的全部负荷。
导流壳的作用是以最小的损失将流出叶轮的液体导向后均匀地进入下一级叶轮。
导流壳的联接是止口定位,最后用螺栓把紧。
出水部:
分由接管、凝结水泵座等件组成;
凝结水泵的传动轴从该部分的中心穿过;
从凝结水泵工作部流出的液体经该部分后水平进入凝结水泵外压力管道。
凝结水泵座上设有密封函体、泄压孔、脱汽孔;
泄压孔用以将轴封腔内压力减至最低;
脱汽孔用以将凝结水泵筒体内的气体及时排至凝汽器。
推力装置:
由推力轴承、轴承体、调整螺母等组成。
凝结水泵产生的轴向力由平衡鼓平衡掉95%,其余残余轴向力由推力轴承承受。
如果轴向力由电机承受,则没有此部分。
2.3凝结水泵的用途
在发电厂中用于火电热力系统中输送凝汽器内的凝结水。
将汽轮机凝结器中凝结的水从热井抽出,经过加热器打到除氧器里去,然后除氧器的水经过给水泵再进入锅炉加热,变为蒸汽去汽轮机做功,以完成汽-水-汽的循环。
而小型发电机组的凝结水泵布置在凝结水坑内基础上,而大型发电机组的凝结水泵一般采用立式水泵,布置在凝结水坑内的高基础上。
第三章凝结水泵的基本参数
3.1基本参数
凝结水泵主要性能的参数有流量Q,扬程H,转速n,气蚀余量NPSH,功率和效率:
(1)流量Q:
流量是凝结水泵在单位时间内输送出去的液体量(体积咸质量)。
体积流量用Q表示,单位是:
m3/s,m3/h,L/s等。
质量流量用Qm表示,单位是:
t/h,kg/s等。
质量流量和体积流量的关系为
Qm=ρQ
式中ρ—液体的密度(kg/m3,t/m3)
常温清水ρ=1000kg/m3。
(2)扬程H:
扬程是凝结水泵所抽送的单位重量液体从凝结水泵进口处(凝结水泵进口法兰)到凝结水泵出口处的(凝结水泵出口法兰)能量的增值。
也就是一牛顿液体通过凝结水泵获得的有效能量。
其单位是N·
m/N=m,即凝结水泵抽送液体的液柱高度,习惯简称为米。
(3)转速n:
转速是凝结水泵轴单位时间的转数,用符号n表示,单位是r/min(转/分钟)。
(4)汽蚀余量NPSH:
又叫净正吸头,是表示汽蚀性能的主要参数。
汽蚀余量国内曾用△h表示。
(5)功率和效率:
凝结水泵的功率通常指输入功率,即原动机传到凝结水泵轴上的功率,故称轴功率,用P表示。
凝结水泵的有效功率又称输出功率,用Pe表示。
它是单位时间内从凝结水泵中输送出去的液体在凝结水泵中获得的有效能量。
因为扬程是凝结水泵输出的单位重量液体从凝结水泵中获得的有效能量,所以扬程和质量流量及重力加速度的乘积,就是单位时间内从凝结水泵中输出液体所获得的有效能量—凝结水泵的有效功率。
Pe=HQmg=ρgQH(W)
式中ρ—凝结水泵输送液体的密度(kg/m3);
γ—凝结水泵输送液体的重度(N/m3);
Q—凝结水泵的流量(m3/s);
H—凝结水泵的扬程(m);
g—重力加速度(m/s2)。
轴功率P和有效功率Pe之差为凝结水泵内的损失功率,其大小用凝结水泵的效率来计量。
凝结水泵的效率为有效功率和轴功率之比,用η表示,即η=Pe/P
3.2凝结水泵的特性曲线
图3.1凝结水泵特性曲线
凝结水泵的性能参数,流量Q、扬程H、效率η、轴功率P及汽蚀余量NPSH等都可用一经试验得出的曲线图来表示,凝结水泵特性曲线全面、综合、直观地表示了凝结水泵的性能,有多方面的用途。
我们可以根据特性曲线来选择要求的凝结水泵,确定凝结水泵的安装高度,掌握凝结水泵的运转情况。
特性曲线通常用横坐标表示流量Q,纵坐标表示扬程H,效率η及轴功率P及汽蚀余量NPSH。
现示例如上图3.1所示。
第四章凝结水泵的解体、装配及检查
4.1凝结水泵的解体与装配
我在实习期间有幸参与了凝结水泵的解体过程,其步骤如下:
1.拆除电动机与凝结水泵间的连接螺栓,吊出电动机放置在预先排好的垫木上。
2.拆下推力轴承部件下部轴承体上的1/2″管堵,通过临时接管排空推力轴承部件中润滑油。
3.拆掉各仪表接管,密封水和冷却水接管。
松开凝结水泵出水管路法兰联接螺钉,抽出接头处密封垫。
4.拆掉凝结水泵与外筒体连接螺栓,垂直起吊凝结水泵体,放置在高度相适宜的装配架或装配坑上。
垫硬凝结水泵的转动部件。
5.依次拆下联轴器、轴承盖、推力环和各轴承。
6.整体吊出推力轴承座,连同冷却盘管、封油筒、推力瓦等,另行单独解体。
7.吊出电机架。
8.依次拆除密封压盖,回水管及轴套,整个拆除密封部件。
另行单独解体。
9.用三个M10的长螺栓或前端带M10螺纹的园棒拉出节流套。
10.余下部分,至于横放位置,一端以凝结水泵的出口法兰向下置于木板或橡胶垫上,另一端用木块垫平。
传动端轴头垫平。
从立放到横放的吊放过程中不得发生冲击或撞击现象。
11.依次拆下、叶轮螺母、诱导轮、调整垫套、进水喇叭、诱导轮室、首级叶轮及键。
12.拆掉密封充水管路后依次拆下导叶壳体、叶轮定位轴套、锥套、次级叶轮、键等,按照此法逐级拆下各级。
在拆卸过程中,转子和定子都要加木垫块,保持相对水平,防治零部件的擦损伤。
13.拆下异径壳体、导轴承部件、直管、调整垫。
把轴小心的吊出、垫好,V星的木块不得少于4个。
14.松开套筒连轴节,整个解体过程到此结束。
凝结水泵的装配过程基本与解体过程相反。
4.2凝结水泵的检查
凝结水泵在大修期间应对转子部件的跳动进行检查,可以采用卧式车床或标准V型铁支承转子,用千分表测量,测量时,按照转子部件图中要求,以二相距最远的导轴承位置为基准。
在大修时还应检查下列各间隙:
诱导轮外缘间隙;
首级叶轮前后口环间隙;
次级、标准级叶轮前后口环间隙;
节流套间隙;
导轴承、级间导轴承间隙。
以上各间隙的允许值如表4.1:
表4.1间隙允许值
位
置
最小间隙
最大间隙
允许最大磨损间隙
诱导轮外缘
0.02
0.38
0.55
首级叶轮前口环
0.34
0.41
0.60
首级叶轮后口环
标准级叶轮口环
导轴承
0.25
级间导轴承
节流套
0.42
0.48
0.65
节流导轴承
0.12
0.24
0.45
第五章凝结水泵的故障诊断及其分析
5.1常见故障原因分析与解决方法
表5.1故障原因分析与解决方法
故障
原因
解决办法
泵不能启动或启动负荷大
1、原动机或电源不正常。
2、泵卡住。
3、填料压得太紧。
4、排出阀未关。
5、平衡管不通畅。
1、检查电源和原动机情况。
2、用手盘动联轴器检查,必要时解体检查,消除动静部分故障。
3、放松填料。
4、关闭排出阀,重新启动。
5、疏通平衡管。
无液体排出
1、叶轮或进口阀被异物堵塞。
2、吸液高度过大。
3、吸入管路漏入空气。
4、泵没有灌满液体。
5、被输送液体温度过高。
6、出口阀或进口阀因损坏而打不开。
1、清除异物。
2、降低吸液高度。
3、拧紧松动的螺栓或更换密封垫。
4、停泵灌液。
5、降低液体温度或降低安装高度。
6、更换或修理阀门。
流量不足
1、叶轮反转。
2、叶轮或进口阀被堵塞。
3、叶轮腐蚀,磨损严重。
4、入口密封环磨损过大。
5、吸液高度过大。
6、泵体或吸入管路漏入空气。
1、改变转向。
2、清除堵塞物。
3、更换或修理叶轮。
4、更换入口密封环。
5、降低吸液高度。
6、紧固,改善密封。
运转声音异常
1、异物进入泵壳。
2、叶轮背帽脱落。
3、叶轮与泵壳摩擦。
4、滚动轴承损坏。
5、填料压盖与泵轴或轴套摩擦。
2、重新拧紧或更换叶轮背帽。
3、调整泵盖密封垫厚度或调整轴承压盖垫片厚度。
4、更换滚动轴承。
5、对称均匀地拧紧填料压盖。
泵体振动
1、联轴器找正不良。
2、吸液部分有空气漏入。
3、轴承间隙过大。
4、泵轴弯曲。
5、叶轮腐蚀、磨损后转子不平衡。
6、液体温度过高。
7、叶轮歪斜。
8、地脚螺栓松动。
9、电动机的振动传递到泵体上。
1、找正联轴器。
2、紧固螺栓或更换密封垫。
3、更换或调整轴承。
4、校直泵轴。
5、更换叶轮。
6、降低液体温度。
7、重新安装、调整。
8、紧固螺栓。
9、消除电动机振动。
轴承过热
1、中心线偏移。
2、缺油或油中杂质过多。
3、轴承损坏。
4、泵体轴承孔磨损,轴承外环转动。
5、轴承压盖压得过紧。
1、校正轴心线。
2、清洗轴承,加油或换油。
3、更换轴承。
4、更换泵体或修复轴承孔。
5、增加压盖垫片厚度
泵壳过热
1、出口阀未打开。
2、泵设计流量大,实用量太小。
3、叶轮被异物堵塞。
1、打开出口阀。
2、更换流量小的泵或增大用量。
3、清除堵塞物。
填料密封泄漏过大
1、填料没有装够应有的圈数。
2、填料的装填方法不正确。
3、使用填料的品种或规格不当。
4、填料压盖没有压紧。
5、存在“吃填料”现象。
1、加装填料。
2、重新装填料。
3、更换填料,重新安装。
4、适当拧紧压盖螺母。
5、减小径向间隙。
机械密封泄漏量过大
1、冷却水不足或堵塞。
2、弹簧压力不足。
3、密封面被划伤。
4、密封元件材质选用不当。
1、清洗冷却水管,加大冷却水量。
2、调整或更换。
3、研磨密封面。
4、更换耐蚀性能较好的材质。
密封垫泄漏
1、紧固螺栓没有拧紧。
2、密封垫断裂。
3、密封面有径向划痕。
1、适当拧紧紧固螺栓。
2、更换密封垫。
3、修复密封面或予以更换。
消耗功率过大
1、填料压盖太紧,填料函发热。
2、泵轴窜量过大,叶轮与入口密封环发生摩擦。
3、中心线偏移。
4、零件卡住。
1、调节填料压盖的松紧度。
2、调整轴向窜量。
3、找正轴心线。
4、检查、处理。
5.2凝结水泵的使用保养
1)润滑
凝结水泵齿轮箱内的油要加到箱体上油塞所示的油线位置。
每运行25小时(或每隔6个月)检查一下油量,每运行50小时(或每隔12个月)换一次油。
齿轮箱使用80W/90齿轮润滑油。
加油不需过满,一般每隔一年加一次油。
2)填料密封
凝结水泵一般使用大力公司的成型填料,编号PA926。
当调节填料时,避免空隙并将填料压实。
当需要向空的填料函填充填料时,卸下填料螺栓、压盖螺母,把长球形的填料装入填料导套,然后装上压盖螺母、填料螺栓。
用扳手拧填料螺栓,把填料压入填料函,不要使用动力工具。
用手转动水凝结水泵轴并继续填入填料直到转动有阻力,表示填料函已满。
继续用扳手旋紧填料螺栓直到从水凝结水泵轴和填料函之间的缝隙中有微量的填料小片出来。
此时凝结水泵可以开始工作,引水完毕后,把凝结水泵出口压力升至0.4Mpa,在此压力下工作10分钟,用扳手旋紧填料螺栓直到冷水从水凝结水泵轴和填料函之间流过,泄漏量一般每分钟5-60滴。
凝结水泵在高压工作之前必须确定0.4Mpa压力下运转时有冷水从水凝结水泵轴和填料函之间流出。
使凝结水泵在正常情况下的高压状态下运转10分钟,此时应有足量的水从水凝结水泵轴和填料函之间流出,避免凝结水泵轴过热,不要使凝结水泵在填料很紧的情况下进行,应将出口压力降至0.4Mpa,并重新拧紧填料螺栓。
填料刚填完时凝结水泵运行时要经常检查水滴的下滴频率,必要时还要调节以得到一个恒定的下滴频率。
第六章凝结水泵试运行方案
6.1试运行目的及应具备的条件
6.1.1试运行的目的
通过试运,检验凝结水泵的安装质量及工作性能。
确认凝结泵电机、系统管道及辅助设备正常,设备运行性能良好,控制系统动作正确,保证满足机组正常运行要求
6.1.2试运应具备的条件
1)影响试运行的脚手架及垃圾均已清除;
2)设备及系统按要求安装完毕,并经检验合格,安装技术记录齐全,电气试验工作已完成,各项试验合格。
3)二次灌浆具备足够的强度,地脚螺栓紧固;
4)各指示和记录仪表以及信号、音响装置已装设齐全并经检验合格。
5)凝结水箱内部应认真清理、冲洗干净,具备进水条件。
6)各有关的电动、气动阀门操作机构及联锁经调整试验动作灵活,正确可靠。
7)清理油箱,注入合格的润滑油,油位正常(在2/3油标处);
8)凝结水箱水位已装好或已加装临时水位计。
9)照明充足。
6.2试运方法及步骤
6.2.1电机空转
准备工作
1) 拆下凝结水泵与电机间销轴、联轴器螺栓,取出调整垫,让凝结水泵和