大型立式轴流泵机组固定件与转动件安装高差的确定及测量

2010-07-17李国强兰双双

水科学与工程技术 2010年5期

关键词：高差叶轮泵站

李国强，邵凯，兰双双

（天津引滦工程尔王庄管理处，天津宝坻301802）

大型立式轴流泵机组固定件与转动件安装高差的确定及测量

李国强，邵凯，兰双双

（天津引滦工程尔王庄管理处，天津宝坻301802）

通过对天津引滦工程尔王庄管理处暗渠泵站新安装的机组运行前后记录的总结，分析了电机定转子磁场中心高差和泵叶片上下间隙在机组运行前后的差异及其影响因素，确定机组固定件与转动件的合理安装高差及其测量调整的方法，以保证机组运行时磁场中心高差合格和上下叶片间隙均匀，指出安装时应保证转动件与固定件之间有足够顶车间距。

大型立式轴流泵机组；磁场中心高差；叶片间隙；安装高差；顶车间距

1 机组运行对磁场中心高差和叶片间隙要求

定转子磁场中心高差和叶片间隙即叶片与泵外壳间隙是两个重要的结构技术参数，它们取决于有关固定件与转动件的安装高差。如图1所示。

尔王庄管理处暗渠泵站水泵机组采用的是大型立式同步电动机，靠定子对转子的磁拉力带动主轴转动。在机组轴线调整后，按磁场中心（即定子矽钢片中心），核对定子安装高程。高差值为定子矽钢片有效长度的0%～0．5%。该高差值为机组运行时的动态高差值，这样既保证了定子对转子有微小的向上拉力，减小推力轴承载荷1%左右（高差为最大允许值时），使其运转加快，提高电机机械效率，从而提高电磁效率和有效功率。

图1 大型立式泵机组磁场中心高差与叶片间隙

在叶轮外壳组装后即可对叶轮间隙进行测量，水泵叶轮间隙过大，则泄漏量过大，泵效率低；叶片间隙过小，则容易发生间隙气蚀及叶片碰壳。设计单边叶片间隙为δ设＝0．001D（D为叶轮直径）。叶片外缘及泵体外壳为球面，运行时要求叶轮中心与泵体外壳中心高程基本重合，叶片的四周、上下间隙均匀。对轴流泵，叶轮偏高，则下间隙大，上间隙小；反之，上间隙大，下间隙小。在实际运行中，由于转动部分的轴向力和水平推力会使转动部分略有下垂，故叶轮间隙最好是下部略大于上部。

2 安装高差的合理确定及其测量校核

2．1 定子下端面与设计叶轮中心高差

对水泵叶轮与泵体外壳进行预装，使叶片间隙相等，达到叶轮中心与泵体外壳中心同高，根据部件实际尺寸向上推算出安装时定转子磁场中心同高，叶轮、泵体外壳中心同高时定子下端面与设计叶轮中心高差△H0［2］。

考虑到轴横放时测量其长度，组装后产生静伸长△L静，运行后产生动伸长△L动，即转子中心至叶轮中心长度增大了△L静＋△L动。另外运行时要求定子磁场中心较转子磁场中心高i＝0%～0．5%H1，则要求运行时上下两中心重合，对应的定子下端面与设计叶轮中心实际安装高差为：

安装时，式中i一般取中间值，以保证上下有最大允许误差。通常△H较△H0大1～1．6mm。△H减去基础板调整垫铁厚度，检查混凝土面实际高程是否满足要求，不满足要求时需要进行修凿或加高，加垫处理。定子就位后，检查定子上端面高程和铁芯垂直度应合适，不合适时调整垫铁满足要求。

2．2 磁场中心高差

设由安装前实测的有关部件高度推算出定转子磁场中心重合时定子上端面与转子磁轭上端面高差为K。考虑到机组运行后上机架产生动挠度，转动部分下沉值f，静止安装时，电机定转子磁场中心高差应为：

运行后转子下降f，磁场中心高差增大f，实际高差为i，符合要求。安装时，实测定子上端面至转子磁轭上端面高差k0控制转子高程，应使k0＝k＋i0＝k＋i，考虑i值范围，则：

调整推力轴承抗重螺栓高度，使k0满足式（3）要求。

2．3 叶轮中心与泵体外壳中心高差

如果机组安装中定子高程、转子高程确定，安装准确无误，误差符合要求，则叶轮中心与泵体外壳中心高差应符合要求，但需实测校核。叶轮中心与泵体外壳中心高差无法直接测得，而是经实测上下叶片间隙推算而得。叶片间隙采用楔型竹塞尺涂白粉笔及外径千分尺测得。

安装时要求叶轮中心高于泵体外壳中心，高差值为：

△h为0．5～1．0mm，轴流泵对应的安装间隙要求下间隙较上间隙大5%～15%［3］，运行后叶轮下沉，上下间隙基本相等。

影响叶片间隙的因素除了叶轮中心与泵体外壳中心高差外，还有其他方面：

（1）在同一方位上，叶轮间隙均偏大或偏小，一般是由叶轮外壳不同心或变形失圆造成的，可用千斤顶进行调整。

（2）同一叶片在叶轮外壳四周的间隙均偏大或偏小，说明叶片外围失圆，叶片长短不一致，安装前可用叶轮测量工具进行测量，找出失圆度，进行处理。

（3）叶片上下部间隙不均匀，若上部间隙太大，表明定子高程偏低，若上部间隙太小，则表明定子高程偏高，当出现这种情况时，可检查一下磁场中心，若条件允许，可用升高或降低推力轴承抗重螺栓的方法解决。

3 保证顶车间距的部位

大型立式轴流泵机组安装和起动前常需要在电机下机架上架设千斤顶或用制动器通入高压油将转子及整个转动部分顶起，以便处理或让推力轴承镜板与推力瓦之间充油，落下后再起，顶车高度为3～5mm。安装时若不注意，转动部件与上部固定件间没有足够的空间，顶车时转动部分上升将受到阻碍而不能顶车，甚至造成事故。在以下部位需要注意留有顶车间距：①叶轮最大叶片安放角时，叶片出水边与导叶片进水边之间距；②叶轮轮毂上端面与导叶轮毂下端面之间距；③水泵油轴承下部端面水封与空气围带水封装置静环座上部间距；④水泵油轴承下部转动油盆盖与上面轴承体之间距；⑤液压式全调节水泵上部操作油管外油管法兰与上部受油器体底之间，在最大叶片角时应有足够顶车间距，该距离可以通过调整受油器底座下面的垫板厚度得以保证。