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深井泵检修维护的技术探讨
发布时间:2011-09-15   阅读:12824次  [ 打印本页]
深井泵检修维护的技术探讨
 
    摘   要:用于京南电厂渗漏排水系统的两台深井泵运行仅一年多时间就相继发生两次重大故障。为探讨其内在原因,从深井泵工作环境、润滑保证、检修安装等方面进行了深入分析研究,并采取了相应措施。
    关键词:技术探讨;检修维护;深井泵;京南电厂
1、电厂渗漏排水系统的基本情况
      技术排水系统是水力发电厂的重要组成部分之一。立式深井泵因泵与电机分离,位置高程差大,无潮湿和淹没问题,亦无吸程和启动充水问题,故在近年来设计建设的大中型水电厂中均被广泛采用。
      京南电厂位于桂江干流上的广西苍梧县京南镇,属河床式电厂,安装有奥地利依林公司生产的、单机容量为34.5 MW的两台灯泡贯流式机组。
     渗漏排水系统的工作原理是将机组主轴密封漏水、厂内各处渗漏水、副厂房天顶雨水以及其它机构的积水经地漏沟汇流入渗漏集水井(井底-6.80 m,有效容积100 m3),然后由布置在集水井上方的渗漏排水泵(深井泵)将井内积水排至下游。排水泵共两台,正常情况下一台工作,另一台备用,由水位计自动控制泵运行。水泵有关技术参数值为:
     深井泵型号:250 JC/K130×6
     水泵流量:130 m3/h
     水泵扬程:48 m
     叶轮级数:6级
     配套电机型号:YLB200-1-4
2、电厂深井泵出现故障情况综述
     深井泵自1998年元月由安装单位移交给电厂运行至1999年7月止,1、2号深井泵相继发生严重故障,曾进行过两次解体大修,有关情况叙述如下。
         (1)1号、2号深井泵于1998年7月相继发生断轴,多数轴承支架和叶轮破碎,全部橡胶导轴承和泵体轴承破裂、脱落;
         (2)1号深井泵于1998年10月大修后,随即投入运行,在1999年6月某天在水泵运行时,突然发出金属碰击声,随后主轴摆动剧烈,水泵不出水,经检查发现:①从上往下数在第二只联轴器处被剪断;②泵体以上全部橡胶导轴承磨损脱落;
         (3)2号深井泵于1998年12月底大修后即投入运行,在1999年7月出现与1号深井泵同样的现象,经检查发现:①从上往下数在第三、五、六根长扬水管上部轴承支架处破碎;②泵体以上全部橡胶导轴承磨损;③第三只联轴器(从上往下数)被剪断。
3、故障分析及解决措施
      短短一年多时间,两台深井泵相继发生两次重大故障,这是极不正常的现象。为此,我们从深井泵工作环境、润滑保证、检修安装和质量等方面进行深入分析研究,并在检修中采取了相应的解决措施。
3.1水中含泥沙多对深井泵运行寿命有影响
     集水井水中含泥沙多,是加速深井泵橡胶导轴承磨损的重要原因之一。由于电厂在施工期间遗弃有不少的垃圾,在集水井处堆积,又未能得到及时的清理,这些沙子被渗漏水带入并沉积在集水井下部,其中砂浆、混凝土垃圾达1 m多深。因此,深井泵经常在含沙量超标的环境中运行。
     为解决此问题,曾在1998年12月对渗漏集水井进行了彻底清理,同时还清扫了厂内各处地漏排水沟内的泥沙垃圾。
3.2油污将加速深井泵橡胶轴承腐蚀老化
      由于电厂各部分的渗漏排水沟水均直通到集水井,又未设置油水分离池。因此,设备的渗漏油或弃油会随水流流入集水井,而深井泵在第二次大修前,由于水泵进水口高程与停泵水位几乎相接近,故运行中的深井泵不可避免地会吸入油渍。
      为解决以上问题,所采取的措施是:由于水工建筑物已成定局,要增建油水分离池机构,在厂房结构和空间布置上几乎不可能。因此,我们从以下3个方面作了努力:第一,定期清理集水井内的浮油;第二,加强对设备渗漏油的消缺和弃油的及时处理,减少污油流入集水井内;第三,增大水泵进水口与停泵水位之高程差,避免水泵在工作时再次吸入浮油。
3.3运行中缺少润滑水是引发深井泵故障原因的重要因素之一
      依靠水润滑的深井泵橡胶轴承在缺少润滑水的情况下,与高速转动的传动轴之间会发生干摩擦,时间一长便会发热起粉、破裂脱落,而传动轴在无橡胶轴承导向定位时,必定会产生剧烈摆动。当故障进一步发展时,就会导致主轴会碰碎轴承支架和发生叶轮卡阻、联轴器被强大扭力剪断的现象。引起深井泵润滑水缺乏的情况有下列两种情况:第一,运行前润滑水量不足。京南电厂深井泵为启动前自动充入润滑水,在第二次大修前预润滑充水时间仅为30 s,折算充水量约为0.06 m3,这与该泵使用说明书中规定的预润水量应充至0.2 m3后方可起动泵运转相差甚远。一般要求采取自动充预润水方式的充水时间,应控制在两分钟以上;第二,缺水(控制回位故障)。在集水井水位降至停泵水位后,由于水位计浮子被卡住或控制回路元件失灵,致使水泵不能停运而空转,此时,橡胶轴承得不到水润滑而被磨损。据值班员反映,该情况曾多次发生。
     为解决上述问题,调整深井泵在启动前的充润滑水时间达到120 s,同时设定泵启动后延时15 s后再切除润滑水,以确保泵的橡胶轴承有可靠润滑。将水位计整改成电极电子式水位计,以便消除井内垃圾对水位计动作的影响。在停泵水位高程以下10 cm处,增设一报警水位信号,以便监视控制回路,一旦发生故障时立即停车。
3.4安装、检修质量差导致泵主轴的振动、摆动
      电厂1、2号深井泵在第一次大修时,虽然严格按照泵安装说明书及有关检修工艺规程进行操作,但使用仅半年多时间仍再次发生断联轴器、支架破损等重大故障,这主要是在运行时出现的激烈振动和摆动而引起。影响振动、摆动的因素有下面3点:
         (1)叶轮淹没深度不够。制造厂家提出第一级叶轮必须浸没在水下2~3 m,否则在运行时会产生振动和汽蚀。检修时,我们实测到单位安装的深井泵长度仅20.83 m,其中滤水管长度为0.75 m,泵座墩高程16.18 m,由此可计算出深井泵第一级叶轮位置在-4.00 m高程,与集水井设计停泵水位(▽-4.00 m)相当,当泵工作在▽-2.00 m至▽-4.00 m水位时,必定会产生振动。
      解决措施:应加长扬水管以增加叶轮淹没深度。在第二次大修中,对两台泵的扬水管均加长1.65 m,使之达到设计要求。加长之后,第一级叶轮位置在▽-5.55 m。将停泵水位整定在▽-3.50 m,以避免深井泵工作在汽蚀振动区;
         (2)轴变形。单根水泵传动轴变形,呈“S”或“(”形,这样连成整根二十多米长的水泵主轴自然不垂直,不能保持与扬水管同心,偏心严重。在水泵运行时,轴单边挤压摩擦橡胶导轴承产生振动和摆动。
      解决措施:校正深井泵全部传动轴,使最大跳动量值控制在0.4 mm以内,以满足安装工艺所要求的长2.5 m传动轴,中部跳动值不超过0.5 mm。由于深井泵扬水管之间和传动轴之间均为螺纹连接,因此,在安装时通过调整主轴旋入联轴器的位置,以避免主轴偏向同侧,造成严重偏心;
         (3)运行中泵轴伸长,轴向间隙减小导致叶轮与导流机构摩擦而产生振动,使轴向剪切力增大。解决措施:参考深井泵说明书中间隙调整说明,同时考虑到旧泵存在传动轴有弯曲形变,在第二次大修中适当调大了两台深井泵叶轮轴向间隙。调整参数见表1。3.5检修后运行情况反馈
      自1999年7月和9月相继对1号、2号深井泵故障按上述办法处理后,至今已三年多时间,两台深井泵运行工况良好,振动、声响和排水量均正常稳定。说明对深井泵的故障分析和处理方法是正确的。
4结语
      深井泵大修工作量大、工期长、维修费用高,为延长深井泵的大修周期,降低设备维护成本,提出下述几点建议,以供参考。
         (1)建议把集水井设计成图1的形式。这样,油水分离池就可以防止油污对深井泵的腐蚀和避免泥沙流入集水井内,还可方便污油的收集处理。集水井设计成台阶结构,既满足了深井泵的运行要求,还可节约大量土建开挖费用;
        (2)泵的安装检修应严格按厂家安装说明书中的条款及相关工艺规程进行操作。在旧泵回装前应校正全部传动轴。对旧泵检修之后的叶轮轴向间隙的调整,必须先测量转动部分,在未提升和全部提升时,测出轴的上升差值,然后将轴的上升值调至全提时差值的1/2~2/3;
         (3)深井泵启动前必须加润滑水,预润滑时间必需遵照厂家要求或整定时间控制在120 s以上,并且在泵启动15 s后方可切除润滑水。同时要加强二次控制回路维护,以防止泵启动前拒充润滑水和泵轴空转时得不到水润滑;
         (4)各控制水位的整定应避免水泵频繁启动和泵在振动汽蚀区工作。建议采用工业电视以监视集水井内的水位,防止水位高时泵不启动和水位低时泵拒停而引发事故,实现少人值守。
 
 
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