800S80型双吸离心泵端轴承故障应急排除的途径及分析

付廷伟，李效龙

（甘肃省景泰川电力提灌水资源利用中心，甘肃 白银 730400）

景电一期工程总干泵站共安装800S80型双吸离心泵16台套，这种双吸离心泵采用滑动轴承支撑方式，非泵联侧采用端轴承轴向定位。新安装的或检修后的双吸离心泵投运累计4 000 h左右，引起端轴承温升过高的主要原因是由于叶轮两侧泵体密封环与叶轮口环部间隙密封面不对称磨蚀，造成叶轮两侧口环部泄漏量不平衡在叶轮两侧前盖板上形成压差产生的轴向力超过了端轴承额定承载力所致。通常的解决方案是，停机揭盖检修，修配泵体密封环与叶轮口环部间隙密封面，使叶轮两侧口环部密封面配合间隙和配合长度相等，使运行时产生的轴向力降到最小。

1 不揭盖工况端轴承温升过高故障排除途径

1.1 双吸离心泵端轴承的装配结构

800S8 0型双吸离心泵非泵联侧轴承体结构如图1所示。为了平衡作用在叶轮上的轴向力，实现泵轴的轴向定位，在轴承体上设置了两套单列向心球轴承作为端轴承。端轴承内圈依靠轴肩和轴承螺母固定在泵轴上，采用螺栓联接将端轴承外圈通过端盖固定在轴承座端面上，轴承体与泵体采用螺栓联接，实现了泵轴的轴向定位。

图1 双吸离心泵非泵联侧轴承结构示意图

1.2 不揭盖工况端轴承温升过高故障排除途径

解决端轴承温升过高故障根本在于降低叶轮两侧口环部泄漏差，从而降低轴向力。通常作用在叶轮上的轴向力方向指向口环部泄漏量大的一侧。不揭盖工况下，叶轮两侧口环部密封间隙是无法改变的，只能改变密封长度以调整叶轮两侧口环部泄漏差。端轴承温升过高故障工况有两种。

工况1：轴向力指向泵联侧，可在端轴承与泵轴轴肩之间设轴承垫，组装轴承体后，使泵轴向泵联侧位移，从而减小非泵联侧叶轮口环部密封长度，增加泄漏量，同时也等量增加泵联侧叶轮口环部密封长度，减小泄漏量，以降低泄漏差，降低轴向力。

工况2：轴向力指向非泵联侧，可在端盖与轴承座端面之间设端盖垫，在轴向力作用下泵轴向非泵联侧位移，从而增加非泵联侧叶轮口环部密封长度，减小泄漏量，同时也等量减小泵联侧叶轮口环部密封长度，增加泄漏量，以降低泄漏差，降低轴向力。

实际运行中，轴向力指向泵联侧时，轴向力上升到大于拖动电动机磁拉力但还没有超过端轴承承载力工况下，电动机滑动轴承推力面已经发热造成温升过高，双吸离心泵端轴承温升还在允许温度内。这种工况采用工况1方案解决。引起端轴承温升过高故障以轴向力指向非泵联侧居多，这种工况采用工况2方案解决。

2 实验观测

查阅多年来景电一期工程年度灌溉报表，安装有800S80型双吸离心泵的景电一期工程总干泵站每年四月初开始春灌上水，经过夏灌连续运行至九月初秋灌结束停机，十月初开始冬灌上水至十一月底结束停机，完成一个灌溉周期，进入冬季保温和春季检修期间，为来年上水作准备。

春夏秋双吸离心泵连续运行时间在4 000 h左右，新安装的或经过春季检修的双吸离心泵运行初期各项技术指标是符合技术标准的。双吸离心泵端轴承和电动机轴承温度在45～60℃之间，随着运行时间的累加，进入夏秋灌期间，黄河进入浑水期，含泥沙水质加剧了双吸离心泵的叶轮，泵体密封环等过流零部件磨蚀，由于材料质量的差异，过流零部件不对称磨蚀逐步显现，叶轮两侧口环部泄漏量由平衡变为不平衡，作用在叶轮上的轴向力开始显现，随着不对称磨蚀的加剧，轴向力也在加剧，双吸离心泵端轴承或者电动机轴承温度逐步上升，加之夏秋季节最高环境温度都在30～35℃之间，个别双吸离心泵端轴承或者电动机轴承温度接近运行规程允许最高值为70℃。超过这个值就会损坏轴承，造成事故。需要在极短时间内排除故障。

2017年秋灌高峰期景电一期工程总干二泵站4号双吸离心泵端轴承运行温度达到70℃，逼迫停机。采用方案2，拆下双吸离心泵非泵联侧轴承体端盖，将制作好的厚度为3.5 mm的端盖垫装在端盖上，端盖垫材质为优质橡胶石棉板，多层端盖垫之间，端盖垫与端盖之间抹上钙基润滑脂。检查端轴承处于完好状态，抹上钙基润滑脂，将装上端盖垫的端盖装在轴承体上，紧固连接螺栓。盘车检查双吸离心泵转子转动灵活，应无卡阻现象。清除双吸离心泵周围检修用具及材料，确认具备启动状态后，启动双吸离心泵机组，启动运行正常后，用温度计直接测量轴承体温度变化并记录。连续运行50 min后，端轴承运行温度上升到65℃不再上升趋于平稳运行，低于运行规程允许最高值70℃。端轴承运行温度随环境温度升降在一个区间内变化。白天温度较高，晚上温度较低。本次故障排除历时约1.5 h。

2018年秋灌高峰期景电一期工程总干二泵站3号双吸离心泵端轴承运行温度达到69℃，采用方案2，停机后，设置厚度为4 mm的端盖垫，启动双吸离心泵机组连续运行60 min左右，端轴承运行温度上升到62℃趋于平稳运行，低于运行规程允许最高值70℃。

需要注意的是，端盖垫厚度选取以保证轴向力低于端轴承承载力但方向不变，使端轴承外圈始终与端盖紧贴为宜，防止端盖垫厚度过厚，轴向力处于双向过渡状态，引起泵轴摆动造成端盖定位面和轴承座端面磨损。这种工况实践中时有发生。

2017年秋灌高峰期景电一期工程总干二泵站5号电动机发生轴承温度过高故障，采用方案1，停机后，依次拆下非泵联侧轴承体端盖，轴承体上盖，拆下端轴承，在端轴承与轴肩之间安装制作好的轴承垫。轴承垫材料应为铜皮，内径应大于端轴承内径0.5 mm，外径应小端轴承内圈外径0.5 mm，总厚度3.5 mm。检查端轴承处于完好状态，依次安装端轴承及轴承螺母并紧固，锁紧轴承螺母，依次安装轴承体上盖，端盖，紧固连接螺栓。盘车检查双吸离心泵转子转动灵活，应无卡阻现象。清除双吸离心泵周围检修用具及材料，确认具备启动状态后，启动双吸离心泵机组，启动运行正常后，用温度计直接测量电动机轴承体温度变化并记录。连续运行60 min左右，轴承运行温度上升到60℃趋于平稳运行，低于运行规程允许最高值70℃。轴承运行温度随环境温度升降在一个区间内变化。白天温度较高，晚上温度较低。本次故障排除历时约2 h。

以上方案在不同年份在景电一期工程总干一泵站，总干三泵站相应规格型号双吸离心泵机组类似故障处理中得到应用。多年运行统计表明，采用不揭盖排除方案检修的双吸离心泵机组，正常运行时数可达1 500 h左右，是一种较为适用的故障处理方案。

3 结语

对于扬黄灌溉工程，双吸离心泵机组的完好率运转率是确保季节性灌溉的关键。每逢夏秋灌高峰期，黄河含泥沙水质加速了双吸离心泵泵体密封环与叶轮口环部间隙密封面磨蚀，造成叶轮两侧口环部泄漏量不平衡而产生轴向力，引起端轴承温升过高，被迫停机检修不可避免，多年来运行管理实践证明，不揭盖排除故障方案是一个安全可靠有效的应急途径。