16LKXA—16型雨水泵典型故障及改进措施

摘 要： 本文主要针对大唐国际托克托电厂，一期综合排水泵房4台16LKXA-16型雨水泵频繁出现A、B轴轴头断裂，下内接管与导液体结合处断裂等典型故障进行了全面分析，查找出了泵A、B轴轴头断裂出现的原因，逐条进行分析，并针对频繁出现的断轴现象，确保泵运行安全可靠，提出并实施了相应的改进措施，经过一间段的试运转，泵运行状况良好，在没有出现运转异常，发生断轴或其他故障，消除了雨水泵的频发断轴问题，提高了设备运行的可靠性，对于分析雨水泵出现同类问题可以参考和借鉴。

关键词：断轴 断内接管 机加修改 加固 改进措施

中图分类号：U464.138+.1 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2016）09-0282-02

引言

雨水泵在雨季期间作为厂内重要的主设备，也是唯一担负着雨季期间全厂雨水向厂外排放的重要任务，其主要作用是雨季期间，雨水通过分布在全厂各个道路雨水井、路面地沟道最终汇集到雨水集水池，然后通过4台雨水泵将雨水排放至厂外，因此必须保证雨水泵的安全可靠运行，好用、随时可用，以确保雨季期间雨水的正常排放，避免水淹厂房、泵房的事件发生，因此对雨水泵进行一系列的修复、改进，确保了泵的安全可靠运行。

一、雨水泵运行状况介绍

内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司，综合排水泵房雨水泵为长沙通大集团长沙水泵厂有限公司生产的，1、2号泵，扬程：16m、 n=980r/min、 功率：157KW 流量：3000m3/h， 3、4号泵扬程：16m、n=1450r/min、功率：85KW、流量：1600m3/h，根据泵前池水位上涨速度及进水量进行起停泵，正常情况下启动小泵3或4号泵， 可以保证排水，下雨天水量较大，因雨水泵前池低于地平面负10米，所以雨水迅速集结于雨水泵前池，水位上涨较快，4台泵同时运行，4台雨水泵、管道的设计安装是结合内蒙地区的雨水量情况而设计的，但遇暴雨或强降雨天气，4台泵满出力运行，也很难维持水位，不怕雨长，就怕雨急，托电雨水排放泵自2003年安装投入运行至2011年05月以来，运行一直比较稳定。但至2011年07月两个月内#4雨水泵连续三次a轴出现断裂、内接管断裂、导致雨季期间一台雨水泵退出备用，严重危及其他泵的正常运行，还出现了雨天水淹泵房的事件。

二、故障特征及处理

1.第一次故障

2011年06月20日一期综合排水泵房#4雨水泵振动大，振动为0.18mm（泵的转速为1450r/min振动在0.08mm之内）严重超出合格标准，立即进行解体检修，解体后发现叶轮叶片内卡一块约210mm长的木头方（40×60mm）a轴、b轴键槽滚键使键槽变宽（键槽宽标准为14mm，键槽损坏后宽度为15.78mm），重新车键槽，更换新键，检查泵体轴套及轴瓦磨损严重（间隙为0.58mm），更换新轴套及轴瓦，b段内接管断裂，根据内接管尺寸加工新内接管（总长1425mm）测得断面最大晃度为0.05mm。工作于6月27日16：00结束，6月28日上午试运各项参数正常，振动值： 东西0.034mm、南北0.009mm、轴向0.008mm。

2.第二次故障

2011年7月10日下午 #4雨水泵电流由140安瞬间降至60安，且泵不打水，测量泵体振动为0.09～0.11mm泵体内部发出“咯噔咯噔”的杂音，解体后发现a段轴轴承支撑架外圆断裂， a轴轴头断裂（a、b轴联轴器锁片处）更换a轴，由于考虑b轴键槽上次检修重新车键槽强度不够，将断裂的a轴根据b轴尺寸重新加工一根b轴，将a轴轴承支撑架外圆焊接，测量轴瓦与轴套间隙为0.10mm合格，联轴器与轴的配合检修为0.09mm对泵体进行回装，试运各项参数正常，振动值：东西 0.034mm、南北、0.012mm、轴向0.008mm。

3.第三次故障

2011年7月23日14点左右，巡检人员听到#4雨水泵声音异常，发出“咯噔咯噔”的杂音，声音特别响，测量泵体振动最大值为0.15mm，将泵解体后发现a轴轴头断裂（a、b轴联轴器锁片处）与上次轴断裂属于同一地方，并且这次将联轴器锁片损坏，泵体底部定位销磨损1.5mm，叶轮叶片中上方有25mm凹面，有明显划痕。由于连续三次出现上述断轴症状，我们成立该泵的技术攻坚组，并咨询厂家可能出现此问题的原因，最后决定将该泵泵桶吊出，对泵桶内部三个与泵轴支撑架配合的接触面进行加工，并在填料室与内接管配合出垫20mm垫铁，经过修复和加工回装后试运行各项参数正常，截止到2014年06月份，该泵运行稳定，各项参数正常。

三、原因分析

如图1所示，该泵为立式可抽式斜流泵，传动轴由四根不同长度轴连接，a、b、c、d轴从下而上，总长度为7970mm，转子可单独抽出泵体外进行检修，电机与泵直连，泵吸入口垂直向下，泵芯的下部叶轮衬套径向与外筒体的吸入喇叭口配合限制径向位移，喇叭口下有一定位销，泵桶体底部有一凹槽，即泵转子底部喇叭口销子必须放入槽内才能落到底，以防止泵在启东时转子晃动。

外筒体轴向起到支撑泵转子重量作用，径向通过泵轴内接管上支撑架与泵桶内壁配合，限制泵芯的径向位移，泵芯分为旋转组件与静止组件。旋转组件包括泵轴、叶轮、轴套、填料套、叶轮锁母等，静止组件包括内接管、导流体、导叶体、径向固定支撑架等部件。静止部件起到限制转子轴向位移以及导向的作用，其中导叶体与外筒体配合紧密，限制水的回流（即高压水泄漏到泵吸入口），从而提高循环运行的经济性。

1.由于泵运行时间较长，长时间运行造成导叶体与外筒体配合面腐蚀，泵轴的三个支撑架与泵桶接触面腐蚀、振动摩擦，导致配合间隙增大，导叶体与外筒体的配合紧力消失，产生间隙配合，从而导叶体对转动部件起不到径向固定的作用，振动逐步增大，由于晃动增大，泵在启动时a轴的传动扭力就增大，从而导致泵a轴与b轴连接轴头锁槽处断裂。

2.雨水泵喇叭口定位销块，长期侵泡在水中腐蚀，且泵启动时会产生摩擦，长期损耗使销块磨损严重，间隙增大，多次解体检修未对进行修复，造成a轴内接管受力增大，尤其是在泵启动时。

3.雨水池的水是从各地沟、雨水井流过来的，其中含有不少杂物，而雨水前池格栅板从安装到现在也从未进行过维护，部分格栅板腐蚀严重，一些木棍等杂物可以穿过清污机栅栏，顺着水流吸入叶轮室，泵轴直径Φ55mm，吸入较大的木头块卡在叶轮室内，将泵轴扭断。

4.泵轴内接管上与填料室连接，下与导叶体连接，与填料室连接处，填料室连接处为凸台，有密封圈密封，内接管槽套在填料室上，中间有20多毫米空隙，由于多次解体检修，配合精度下降，泵启动时内接管及导叶体会整体上移，失去重力且定位销块间隙也大，内接管摆动，而底部内接管受动的扭力最大，因此内接管与导叶体连接处断裂。

四、改进措施

通过上面的分析，可以看出必须对该泵泵桶、轴中间支撑架采取加强措施，增加支撑架的厚度，保证其强度，将泵桶内径与支撑架接触面进行均匀补焊，车削，调整支撑架与泵桶内壁间隙，原支撑架与泵桶内壁间隙1.9mm，休后调整至总间隙0.30mm，减小泵轴的摆动。

1.将泵桶底座定位槽进行修复，让使槽口平整，再将喇叭口定位销块进行加工，下端面洗出5mm倒角，便于转子入槽，在定位销块接触面焊接钢板，根据定位槽尺寸进行车洗，留出0.20间隙，保证启动时导叶体内接管等部件不会出现较大的摆动。

2.在内接管与填料室配合部位加垫20mm铁圈，防止泵在启动时内接管、导叶体向上窜的轴向推力，加垫铁圈后就相当于填料室压死了内接管，没有空隙活动量，导叶体、内接管就不会窜动，保证了内接管的摆动，消除了内接管受到的扭力。

3.泵桶底部至地面1.2米，在泵桶底部加装1米长不锈钢网孔滤网，网孔直接20mm，防止泵运行时杂物吸入叶轮室，保证泵的运行稳定。

五、雨水泵检修维护注意事项

雨水泵作为雨季期间的重要主设备，且在雨季期间不准进行大的检修作业，外筒体大部分在水下，外筒体检查及检修极为不便，所以在雨季前后一定要全面认真检查，每年逐台进行解体检查，主要有以下几项注意事项：

1.解体泵芯检查导叶体与泵桶的配合间隙，此间隙正常值应该在0.50～0.60mm之间，加上O型密封胶圈两者之间的单侧配合紧力为1.8mm，如果导叶体与外接管的配合密封面出现腐蚀，间隙增大，一定要重新加工配合面。

2.测量泵芯喇叭口销块的磨损程度，与泵桶底座配合间隙不得超过1mm，如间隙过大，导叶体及内接管摆动增大，存在损坏内接管的风险。

3.由于泵芯由多个部件连接组成，各个部件连接对中的精准度，都会影响到整个泵芯的对中精度，从而引起泵芯与外桶体的配合精度，尤其是泵桶在修复内壁接触面时，因泵桶是分段式的，做到三节泵桶内壁接触面修复后的对准中比较难，但一定要要求做到最好，如果对中精度差，会加快各部件的损耗，泵芯静止部分的部分连接螺栓就会承受较大的应力，从而引起螺栓断裂，导叶体脱落事故。

4.严格按照标准检查导轴承与轴套间隙，两者间隙小于1mm，如果间隙超标就会使泵轴径向晃动增加，从而造成泵体振动。

六、结束语

通过对托电综合排水，雨水泵频繁出现的断轴、断内接管等异常现象进行分析，找出了雨水泵断轴故障的原因，并对雨水泵支撑架等部件从强度上进行了改进，提高了雨水泵运行的可靠性，确保了雨季厂内排水正常及设备安全运行。雨水泵出现的故障具有一定的代表性和普遍性，托电16LKXA-16型雨水泵的此次故障检修经验对于分析和处理同类型泵出现的类似问题可以作为经验借鉴。

参考文献

[1]16LKXA-16型雨水泵安装使用说明书

[2]王洪旗主编. 泵与风机.中国电力出版社， 2012 （04）

作者简介：刘建国，男，助理工程师，内蒙古大唐国际托克托发电厂检修部化水班技术员。