BQ-03型给水泵前置泵轴承温度高原因分析与处理

王志鸿

（大唐太原第二热电厂，山西 太原 030041）

BQ-03型给水泵前置泵轴承温度高原因分析与处理

王志鸿

（大唐太原第二热电厂，山西 太原 030041）

针对大唐太原第二热电厂12号、13号机组汽动给水泵前置泵长期存在驱动端轴承温度偏高（高于70℃）问题，分析、研究找出了温度高的原因为轴承室冷却面积不足，润滑油位失真，制定了驱动端轴承室结构改进、有效保持润滑油油位位于最佳位置附近、定期观察油质等措施，实施后给水泵前置泵驱动端轴承温度降至50℃以下，各项指标达到了运行规程要求。

给水泵前置泵；轴承；冷却面积；油位失真

0 引言

大唐太原第二热电厂12号、13号机组所配的汽动给水泵前置泵为北京电力设备总厂生产的BQ-03型水平中开卧式离心泵，转速1 493 r/min。驱动端为1盘22315E单列向心短圆柱滚子轴承，自由端为2盘575Q/572Q单列圆锥滚子轴承。采用双吸不完全对称叶轮，轴向力由自由端轴承承受，指向驱动端。驱动端轴承运行时承受径向力。轴承采用32号汽轮机油进行油浴润滑，润滑油由辅机冷却水通过轴承室自带铸管冷却器进行冷却，油位保持在油窗1/2，轴承体采用骨架油封进行密封。冷却水采用闭式循环水，入口温度保持在25～30℃之间，回水温度在27～32℃之间。按照运行规程规定，前置泵轴承报警温度为80℃，达到90℃时跳闸。

1 BQ-03型前置泵驱动端轴承温度偏高问题

自2014年11月12号、13号机组投产以来，该型前置泵驱动端轴承温度长期保持在65～72℃之间，采取外部强制冷却后轴承温度可保持在55～63℃之间。并于2016年1月13号机A前置泵因驱动端轴承温度高，保护动作跳闸。经检查未发现轴承、冷却水系统存在问题，更换润滑油后，重新启动后驱动端轴承温度保持在70℃左右，检查轴承声音、振动值合格。在采取轴承室外小流量直接水冷方式进行冷却后，轴承温度降至55～60℃之间。

在随后12号机组检查性大修中，对该型2台前置泵进行了解体检查。检查测量轴承游隙正常、轴承内外圈滚道、保持架、滚子表面光滑、完整未发现异常；联轴器中心符合要求，泵轴无弯曲，轴承体无磨损，与轴承配合间隙符合要求。更换轴承后，2台前置泵运行正常，驱动端轴承温度偏高现象无改善，采取轴承体表面冷却水强制冷却方式，保持轴承温度在55℃附近运行。

2 给水泵前置泵驱动端轴承温度高原因分析

2.1 原因分析

一般情况下，水泵轴承温度高的可能由下列原因引起。

a）轴承室内油位过低，使进入轴承油量减少。

b）润滑油油质不合格，油中进水、进杂质或乳化变质，轴承磨损导致温度升高。

c）轴承润滑油冷却水管路不畅，冷却能力不足。

d） 轴承游隙偏小。

e） 轴承损坏。

2.2 原因排查

针对上述原因逐项进行了排查。

该泵轴承采用油浴润滑，要求润滑油位处于轴承最下部滚动体中线位置，如油位过低会使进入轴承的油量减少，不利于轴承润滑和轴承散热；油位过高，由于搅拌作用加剧，会造成润滑油油温升高，并易将轴承室底部沉淀杂质带起，导致油质变差。在该厂运行规程中规定，油位保持在油窗中线位置。在前述13号A前置泵因驱动端轴承温度高，保护动作跳闸后，对轴承进行检查过程中，发现驱动端轴承运行中显示油位与停泵后实际油位存在偏差，实际油位低于显示油位，存在油位失真现象。造成油位偏差原因为该泵采用油浴润滑，加之顶部加油孔螺丝拧紧后形成封闭腔室，轴承滚动过程中的搅拌作用和鼓风作用，使润滑油沿轴承旋转方向波动，导致油窗显示油位失真；设备运行一段时间后，油质变差造成油窗表面被污染，油位观察不准确；两者导致实际油位偏低，造成轴承润滑不良，温度升高。

该泵润滑油位于轴承室油池内，无循环过滤装置，在轴承运行一段时间后，润滑油颜色变深，对更换出的润滑油进行过滤，滤纸上有细微金属粉末。对于轴承的正常磨损，虽然润滑正常，但由于滚动轴承的运动都伴有微小滑动，所受负荷也总有一定波动，因而润滑可以延缓磨损但实际不能避免两界面的固体接触[1]，导致轴承磨损产生金属微粒，而金属微粒又会破坏润滑油膜，加剧磨损。在运行过程中，由于高温氧化、轴承磨损等原因会造成润滑油油质变差，导致轴承温度升高。

该泵自由端轴承在运行中承受径向力和轴向推力，长年运行温度保持在48～54℃之间。驱动端轴承运行时只承受转子重量和旋转过程中产生的径向力，受力小于自由端轴承，在不进行外部冷却时驱动端轴承温度长期保持在65～72℃之间。两者均在轴承室自带口部直径为3/4时，长度为200 mm左右铸管型冷却器进行冷却，如图1所示，采用闭式循环水作为冷却水，随季节变化，冷却水入口温度保持在25～30℃之间，通过前置泵轴承室后回水温度在27～32℃之间，冷却水压力0.3 MPa，两者共用一趟来水管和回水管，各自回水管道流动指示正常。两者差异部分表现为，由于轴承室油池部分轴向长度不同，自由端铸管冷却器（位于油池中下部）与润滑油接触面积及油池润滑油量为驱动端轴承室铸管冷却器（位于油池边缘）与润滑油接触面积和润滑油量的2倍。说明驱动端轴承铸管冷却器冷却面积不足，造成冷却效果差。

图1 前置泵轴承室铸管冷却器示意图

2016年2台机组检查性大修过程中，解体全部该型前置泵检查未发现泵轴晃度超标现象，轴承未见损坏现象，测量轴承内外圈与泵轴及轴承体配合间隙符合要求，各轴承游隙符合说明书规定。启动后各轴承振动值≤0.03 mm。在运行中测量轴承体与泵体接触部位温度在73～80℃之间，泵轴温度在60℃左右，泵体和轴对轴承和轴承室传热作用明显，泵轴温度高一方面对轴承传热，一方面影响轴承内圈散热，造成轴承内圈膨胀量加大，可导致轴承径向游隙变小[2]，轴承温度升高。

2.3 给水泵前置泵驱动端轴承温度高

a）驱动端轴承室自带铸管冷却器冷却面积不足，冷却效果差，导致轴承温度高。

b）由于存在油窗油位显示失真现象，从而导致运行中存在补油不及时，油位偏低，轴承润滑不良问题，造成轴承温度高。

c）补油脂制度不完善，运行中油质变差未能及时更换润滑油，影响轴承温度升高。

d）外部传热，影响轴承游隙发生变化。

3 BQ-03型前置泵驱动端轴承温度偏高解决方案

根据以上分析结果，采取了对驱动端轴承室结构进行改进，加装恒位油杯自动补油器，完善轴承油质监测、更换周期和给油脂标准。

驱动端轴承室结构改进，在不改变驱动端轴承室外部尺寸和内部轴承安装部位尺寸的情况下，将轴承室内铸管式冷却器改为环形冷却水室；如图2所示，冷却水进出方向，由从轴承室左侧进入，右侧流出改为了从轴承室下部进入，从顶部流出。一方面使冷却水室与润滑油接触面积加大了一倍左右，另一方面对轴承室壳体的冷却面积提高了7～8倍，有力地改善了对轴承的冷却效果。

图2 改造后轴承室环形冷却水室结构图，mm

为保证轴承室油位真实可靠，提高补油能力，有效保持润滑油油位位于最佳位置附近，避免由于润滑油量不足，造成轴承温度高和轴承损坏，威胁机组安全稳定运行。在原油窗位置安装恒位油杯自动补油器，并调整油位，使之与轴承最下部滚动体中线相吻合。将顶部加油孔封头螺钉更换为手动排气阀，并处于开启位置，使轴承室内部与外部压力平衡。

为保证轴承室内润滑油油质符合要求，严格检修工艺，确保轴承安装过程中轴承室内部干净无杂物、碎屑。在设备运行过程中，定期观察油质。在机组停机时，按照给油脂标准和油质检查结果，及时补充或更换合格润滑油。

4 改造后情况

在2016年和2017年机组检修过程中先后对13号机组和12号机组前置泵驱动端轴承体进行了更换，加装了恒位油杯自动补油器和顶部手动排气阀。运行中，驱动端轴承温度保持在44～49℃之间，振动值优秀，彻底解决了该型前置泵驱动端轴承温度高的问题。

5 结束语

对于未采用油循环润滑的汽动给水泵前置泵，由于输送介质温度高，传热明显，为保证轴承冷却效果，降低轴承运行温度。在计算轴承冷却水量时要全面考虑泵体传热、轴承自身产生热量，冷却水温度，合理进行计算，保证足够冷却能力富裕量；同时采取可靠措施，保证轴承润滑油油质合格、液位合理、润滑良好，对于改善汽动给水泵前置泵驱动端轴承温度高有明显效果。

[1] 于群，齐富民，闻天苑，主编.最新轴承设计与技术规范、故障诊断实务全书 [M].北京：当代中国音像出版社，2005：2014.

[2] 闻邦椿，主编.机械设计手册第3卷机械零部件设计（轴系、支承与其他）：第五版 [M].北京：机械工业出版社，2010：14-59.

Analysis of High Bearing Temperature of BQ-03 Booster Pump of Feed Water Pump and Its Treatment

WANG Zhihong
（Datang Taiyuan No.2 Thermal Power Plant,Taiyuan,Shanxi030041,China）

The bearing temperature at the driver end of booster pump of No.13 and No.12 units in Datang Taiyuan No.2 Thermal Power Plant has been higher for a longtime(higher than 70℃).Through analysis and research,it is identified that the reason is insufficient cooling area for bearing chamber and oil level inaccuracy.In view of the problems above,measures have been carried out,including bearing chamber reformation,keeping the oil level at the most appropriate position and observing oil quality regularly.After the implementation,the bearing temperature has dropped to below 50℃,and all the indicators meet the requirements of the regulations for operation.

booster pump offeed-water pump;bearing;coolingsurface;oil level inaccuracy

TM621.7

A

1671-0320（2017）06-0070-03

2017-08-10，

2017-11-13

王志鸿（1972），男，山西太原人，2002年毕业于太原电力高等专科学校电厂热能动力专业，工程师，技师，从事电厂汽机检修管理工作。