变速电动给水泵推力轴承温度高分析与对策

孙成龙

（江苏井神盐化股份公司热电分厂，江苏 淮安 223200）

电动给水泵在中小型电厂应用广泛，是锅炉进水的重要设备，公司现有2台288 t/h定速给水泵和一台245 t/h变速给水泵，正常生产时2台运行1台备用。锅炉电动给水泵耗电量占厂用电量1/4以上，使中小型电厂用电量较高，严重减少了公司的经济效益。变速给水泵是通过变频来调节锅炉进水量，是一种高效节能的调节方式，使用变速给水泵是实现电厂节能减排目的的一条非常有效的途径。

1 现状

2014年5月16日中盐淮化根据计划对245 t/h给水泵进行停泵检修，这次检修主要针对该泵推力轴承温度高的问题进行排查。

变速给水泵自安装投产起推力轴承温度就一直比较高，夏季在75～82 ℃，推力轴承温度设计报警值为75℃，给水泵跳闸值为80 ℃。随着运行时间的增加，推力轴承在夏季的最高温度已接近跳泵值，随着锅炉进水量的变化，在给水泵速度为3 000 r/min时变速给水泵推力轴承温度已达80 ℃，给水泵瞬间跳闸，导致锅炉进水不稳定，严重影响机组安全稳定生产。

解体给水泵时发现推力瓦进油油囊附有杂物，已明显不平滑，并发现推力轴承工作瓦块有明显不同程度的毛刺。在解体给水泵芯包时发现平衡鼓间隙增大了0.55 mm,其他部件、套件制造或装配尺寸均无异常偏差。

2 变速给水泵推力轴承温度高的原因

2.1 变速给水泵的工作原理

叶轮在泵体内做高速旋转运动，泵体内的液体随着叶轮一起转动，在离心作用下液体在出口处被叶轮甩出，甩出的液体在泵体扩散室内速度逐渐变慢，液体被甩出后，叶轮中心处形成真空低压区，液池中的液体在外界大气压的作用下，经吸入管流入水泵内。泵体扩散室的容积是一定的，随着被甩出液体的增加，压力也逐渐增加，最后液体从水泵的出口被排出。液体就这样连续不断地从液池中被吸上来然后又连续不断地从水泵出口被排出去。

2.2 变速给水泵的结构

2.2.1 轴系统

变速给水泵由电动机通过液力偶合器驱动，轴系统各设备之间通过联轴器传递动力，每个联轴器在可拆卸密闭的保护罩内。

2.2.2 联轴器

联轴器为中间带短轴的直线齿形联轴器，由2个带内齿的半联轴器、2个两端带外齿的短轴、润滑油管和密闭外壳组成，具有滑动灵活、传动转矩大和补偿轴向位移大的特点。

2.2.3 轴瓦

液力偶合器轴瓦型式为滑动型，安装在其本体上，由5套支承轴瓦和2套推力轴瓦组成。2套推力轴瓦分别平衡泵轮和涡轮的轴向推力并限制转子轴向位移。该种结构形式仅允许转子有较小的轴向窜动。本液力偶合器结构主要由箱体、泵轮、涡轮、导流管、进油腔体、排油腔体、泵轮轴、涡轮轴等组成。

2.2.4 液力偶合器

液力偶合器油系统包括工作油泵、润滑油泵、辅助交流油泵、工作油冷却器、润滑油冷却器、油过滤器及其有关监测仪表。

2.3 推力轴承温度高的原因

2.3.1 环境温度高，高负荷运行

给水泵运行中，随着环境温度的升高，特别是夏季室外温度高达36 ℃，运行给水泵各轴承温度明显升高，此时应降低适量负荷，才能趋于平衡。而在实际生产中，因对外供汽、电需求，锅炉补水始终保持高流量状态，这就需要给水泵满负荷运行，给水泵推力轴承温度相对升高了3～5 ℃.

2.3.2 推力瓦块进油油囊堵塞或进油不畅

变速给水泵在运行中，润滑油通过液力偶合器主油泵运行，将润滑油连续不断的经推力瓦块进油油囊进入各瓦块，然后将润滑油排进冷却器，最终进入油箱，形成润滑油循环系统。不仅要注意油系统无泄漏，而且需保证各瓦块回油正常，润滑油压力控制在0.08～0.15 MPa，润滑油温在35～45 ℃。由于润滑油长期运行或维护不及时，造成润滑油脏污，导致推力瓦块进油油囊附有杂物而堵塞或进油不畅。

2.3.3 平衡鼓间隙增大

变速给水泵的推力平衡由推力轴承和平衡鼓共同完成，根据设计，推力轴承承担轴向推力的10%。随着运行时间的增加，平衡鼓间隙不断增大，在解体给水泵芯包时发现平衡鼓间隙增大了0.55 mm，平衡鼓后水压不断增高，平衡鼓承力面积有所减小，使得推力轴承所承担的推力份额有所增加。

2.3.4 冷却水温度高

变速给水泵推力轴承瓦块冷却介质为润滑油，主要通过液力偶合器润滑油泵提供，润滑油经润滑油冷却器冷却（润滑油冷却器冷却介质为循环水），保证润滑油压力0.08～0.15 MPa，润滑油温度为35～45 ℃，冷却水温度过高，使润滑油温度升高，无法达到冷却推力轴承瓦块。

2.3.5 瓦块损坏

解体变速给水泵轴瓦，发现推力轴承工作瓦块有明显不同程度的毛刺，轴瓦支面钨金最大磨损量达1 mm,同时还发现磨损的推力面钨金都发生在2号轴瓦的电动机侧。

3 对策

给水泵被称为火电厂的“心脏”，其安全运行对于发电厂的稳定意义重大，特别是对于自备电厂而言，其稳定运行就是效益。如何在满足给水量的前提下，确保给水泵安全、高效运行，值得思考。针对上述问题，有以下几点对策：

（1）降低环境温度，减少负荷。根据设计安装要求，给水泵位于汽机零米层，汽机零米层基本上是采用全封闭式，正常情况下汽机零米层温度比室外温度高3～5℃，当变速给水泵温度报警时可以安排人员打开窗户与大门，加强通风冷却，也可以减少锅炉进水，适量减少负荷。

（2）修刮推力瓦块进油油囊，以扩大推力瓦块的进油量。停运给水泵，派由技术高、能力强、熟悉给水泵系统结构的2～3名技术人员组成的小组，由技术水平高的一人任组长，解体给水泵，修刮推力瓦块进油油囊，以扩大推力瓦块的进油量。

（3）减少推力轴承所承担的推力份额，即增加平衡鼓所承担的推力份额，在不改变给水泵结构型式的前提下，可通过增加平衡鼓的径向尺寸来增大平衡鼓的受力面积，从理论上讲，平衡鼓的推力份额增加3%～4%不会破坏给水泵的平衡状态，所以在检修时将平衡鼓承担的推力份额增加了3.5%，推力轴承承担的份额由10%减至6.5%。

（4）更换冷却水源，降低冷却水温，以降低推力轴承瓦块温度。

（5）保障推力瓦块质量与安装工艺。给水泵推力瓦温度高已成为制约设备安全运行的主要因素。自给水泵投运以来，前后已累计更换几套推力瓦块，在推力瓦块结构设计高起点的基础上，即采用新结构、选用新材料、严格零部件尺寸公差及特殊处理要求等，严格制造工艺，保证零部件加工精度、材料热处理及表面防腐的要求。新更换的推力瓦块，在保证高质量的前提下，要求检修人员在安装过程中必须严格按照安装工艺的要求进行安装，确保做到高质量、高工艺，高标准，提高推力瓦块使用寿命。

4 小结

变速给水泵在生产运行中证明了影响推力轴承温度高的因素是多方面的。本文通过针对变速给水泵推力轴承温度高的原因进行分析，找出引起变速给水泵推力轴承温度高的真正原因并采取有效措施进行处理，解决了变速给水泵推力轴承温度高的问题。其中影响最大的是推力轴承轴瓦磨损或损坏，其次是减少推力轴承所承担的推力份额。通过严格按运规开启设备外，班组必须每2 h查看设备运行情况，遇有故障时及时设法处理，并加强监视，严禁变速给水泵运行时解除保护连锁，特别是遇有温度测点表计不准时应立即就地检查，并及时核对Dcs与就地表计温度是否一致，找出故障原因，并及时联系检修处理，保证变速给水泵安全、高效的运行。