水泵故障分析和處理

水泵故障分析和處理典型案例

(1)楊凡行2014.10湖南湘電長沙水泵有限公司用戶服務業(yè)務流程和知識培訓案例目錄24SA—18型循泵汽蝕問題16SAP-9型輸水泵汽蝕問題24SAP-10型循泵斷軸問題350S44型循泵振動超標問題600S22循泵運行響聲問題YJ48-35ⅡA泵振動超差問題72TKXA—19.6型循泵三通上法蘭螺栓斷裂問題56LKSA-25型循泵磨損問題88LKXA-29.5型循泵振動超差問題某電廠循泵振動故障處理24SA-18型循環(huán)泵汽蝕問題24SA—18型循環(huán)泵汽蝕問題1故障現(xiàn)象運行不到兩個月，葉輪葉片被汽蝕破壞泵處于全開閥狀態(tài)下運行泵出口壓力0.7-0.8kgf/cm2，指針頻繁晃動，有明顯爆破聲

凝汽器進出循環(huán)冷卻水的溫差達25℃

，正常溫差應為8~11℃24SA—18型循環(huán)泵汽蝕問題揚程32m流量3240m3/h汽蝕余量7.4m轉(zhuǎn)速960r/min額定功率380kw泵銘牌參數(shù)：現(xiàn)象分析循環(huán)冷卻水溫差達25℃，正常溫差應為8~11℃，說明循環(huán)冷卻水的流量不足

有明顯爆破聲，說明泵汽蝕現(xiàn)象嚴重泵出口壓力不到一公斤（1kg/cm2），而揚程是32米，顯然是由于泵選型揚程過高，使泵偏于低揚程、大流量、汽蝕性能差的工況下運行，從而嚴重汽蝕導致葉片損壞

24SA—18型循環(huán)泵汽蝕問題現(xiàn)場試驗將閥門從全開狀態(tài)逐步關(guān)小，毎隔15分鐘關(guān)小一次，讀一次數(shù)。到第四次關(guān)小后，泵出口壓力才升至1.85kgf/cm2。繼續(xù)往下試，直至泵出口壓力達到3.2kgf/cm2以后，凝結(jié)器冷卻水前后溫差從25℃下降到11℃左右（見附表），這說明循環(huán)冷卻水量增加了。同時泵的汽蝕響聲也消失了，出口壓力指針也穩(wěn)定了。此時出口閥門開度大約只有10%左右，閥門有些振動。24SA—18型循環(huán)泵汽蝕問題改造方案24SA—18型循環(huán)泵汽蝕問題通過對現(xiàn)象的分析和現(xiàn)場試驗，并深入調(diào)查了解所有資料，我們向用戶的有關(guān)領導和技術(shù)人員提出分析意見，并提出了改造方案。裝置情況及裝置特性曲線24SA—18型循環(huán)泵汽蝕問題裝置示意圖

從裝置示意圖可知，泵進出水位差即幾何揚程基本為零。

凝汽量為110m3/h，要求循環(huán)水量為3850~6050m3/h，單泵流量為3025~3850m3/h。泵進水管路管徑為Dg1000，長度L2＝25m，一個底閥，4個900彎頭。凝汽器內(nèi)阻力降△H＝5m，根據(jù)上述數(shù)據(jù)推算泵裝置特性曲線方程為：HZ＝KQ2＝6.67Q2Q：m3/s）

裝置情況及裝置特性曲線24SA—18型循環(huán)泵汽蝕問題裝置特性曲線雙泵運行時的A點工況為:

ΣQ＝1.68m3/s＝6050m3/h

Q＝0.84m3/s＝3025m3/h

H＝18m

單泵運行時的A點工況為:

Q＝1.07m3/s＝3852m3/h

H＝7.5m

由此可知，選用24SA-18型泵（Q＝3240m3/h、H＝32m）的揚程偏高太多。

改造方案及改造后運行工況分析24SA—18型循環(huán)泵汽蝕問題由于現(xiàn)有泵的揚程偏高太多，難以通過切割葉輪達到要求，必須設計新的葉輪。同時由于揚程低，又要保持泵的流量，為了保證離心泵比轉(zhuǎn)速的要求，又必須將轉(zhuǎn)速由960r/min降至740r/min。因此新葉輪參數(shù)定為：

Q：3240m3/hH：16mn：740r/minns：226

新葉輪的泵型號定為24SA—18D

改造方案及改造后運行工況分析24SA—18型循環(huán)泵汽蝕問題單泵運行工況為C點：

Q：4104m3/hHC：8.5mη：60%（查泵性能曲線得）

冷卻倍率m＝4104/110＝37倍，滿足要求

雙泵運行工況為D點：

ΣQ：6012m3/h單泵Q：0.833m3/s

HD：18m

η：87%（查泵性能曲線得）

冷卻倍率m＝6012/110＝55倍，滿足要求。

新葉輪運行工況

改造效果泵不再出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，葉輪使用壽命達兩年以上，大大降低檢修工作量和維修費用；水量滿足發(fā)電要示，凝結(jié)器真空度（700mmHg）和進出水溫（△T＝10℃左右），均達到標準值，提高了發(fā)電機組的出力；粗略分析比較，一年節(jié)省的費用（包括電費和備件費）約10萬元，其中節(jié)省的電費單價按每度廠用電0.065元計算。雖然節(jié)省的費用絕對數(shù)值并不太高，但是相對于一臺24寸的泵而言，十萬元已是相當可觀了。24SA—18型循環(huán)泵汽蝕問題16SAP—9型輸水泵汽蝕問題16SAP—9型輸水泵汽蝕問題2裝置情況吉林省某油田供水系統(tǒng)安裝了三臺16SAP—9型輸水泵，配套電機為Y500—4,額定功率560kw，轉(zhuǎn)速n=1480r/min。三臺泵二用一備，連續(xù)運行，將蓄水池清水輸送到18.5公里外某礦區(qū)蓄水池。16SAP—9型輸水泵汽蝕問題泵站設計總流量∑Q=64000m3/d=2667m3/h，單臺泵流量Q=1333m3/h（0.37m3/s），揚程H=95m。泵站最大運行流量∑Qmax=80000m3/d=3333m3/h，單臺泵最大運行流量Qmax=1667m3/h=0.46m3/s，揚程H=90m。裝置情況16SAP—9型輸水泵汽蝕問題用戶蓄水池設計水位相對標高+3.59m。進水蓄水池設計水位相對標高－0.41m(高水位達+1.8m，一般水位為+1.5m)裝置設計幾何揚程Hg=3.59+0.41=4m。泵軸中心標高－0.5m，泵進口倒灌水頭2m。裝置情況16SAP—9型輸水泵汽蝕問題裝置示意圖

故障現(xiàn)象16SAP—9型輸水泵汽蝕問題泵站于1997年10月投入運行以后，出現(xiàn)泵轉(zhuǎn)子軸向竄動、軸承室進水、軸承溫升過高、葉輪汽蝕破壞等故障。轉(zhuǎn)子部件整改更換過一次后，竄動、進水等問題已基本解決。但是汽蝕現(xiàn)象及葉輪汽蝕破壞等問題未能找到解決辦法。1998年5月，打開2#泵檢查，發(fā)現(xiàn)葉輪葉片受到嚴重的汽蝕破壞，甚至泵體隔舌處也有汽蝕破壞現(xiàn)象，其時該泵累計運行時間只有2個月左右。

有2m的倒灌水頭，還存在汽蝕。汽蝕原因分析

16SAP—9型輸水泵汽蝕問題我們到現(xiàn)場進行深入細致的調(diào)查工作，實地了解裝置情況。找設計院了解裝置管路布置、進出水位標高情況及運行參數(shù)要求，找操作人員了解現(xiàn)場操作情況；然后根據(jù)調(diào)查了解到的資料作出泵裝置特性曲線，并作運行工況分析，從而得出產(chǎn)生汽蝕的原因和適當?shù)奶幚泶胧?。裝置特性曲線圖

汽蝕原因分析

16SAP—9型輸水泵汽蝕問題目前輸水量只有原設計負荷的50%，即只開一臺泵，Q=0.45m3/s。當Q=0.45m3/s時，裝置所需揚程僅21.5m左右。（實測出口壓力為0.2MPa，即揚程為21m），而泵的揚程達95m，比裝置所要求的揚程高出73m。這73m揚程要靠關(guān)小出口碟閥來消耗的話，則閥門開度非常小，這樣一方面很難操作，另一方面在如此小的開度下閥門也會振動、汽蝕而遭損壞。因此實際運行時，只好敞開閥門任其低壓運行。這樣的話，泵就處于最大流量斷裂工況下運行，此時汽蝕余量之大不可預料，2米的倒灌水頭，難以使泵不發(fā)生汽蝕。從裝置特性曲線圖上知道：處理措施16SAP—9型輸水泵汽蝕問題另外，還要考慮在運行初期只有50%負荷情況下的泵性能過渡問題。如裝置特性曲線圖所示，當Q=0.45m3/s時，揚程只需H=22m。此時就要考慮采用一個揚程較低的過渡葉輪。從裝置特性曲線圖可知，即使今后達到最大流量（Q=8萬噸／天=0.92m3/s）運行，所需要的揚程也只有79米，而現(xiàn)在所選擇的泵性能參數(shù)（D2=ф535，Q=0.46m3/s時，H=95m）偏高了16米，從最終選型方面來考慮，應該選擇D2=ф512，Q=0.46m3/s時，H=79m的性能參數(shù)。處理措施16SAP—9型輸水泵汽蝕問題可先將葉輪外徑車小至φ460（或φ480）作為過渡葉輪；可將DN500的輸水管上的閥門關(guān)閉，讓水只從DN700管通過，以便提高裝置揚程，如裝置特性曲線圖中Ⅱ所示；在前兩條措施的基礎上，再加上閥門調(diào)節(jié)，即可使泵處于規(guī)定工況下運行，從而避免汽蝕的發(fā)生。

針對目前這種狀況，可采取以下兩個措施：由于用戶不同意將泵揚程降得太多，實際處理工作中，我們自行將葉輪外徑車小至φ500左右，并向用戶提出了一個“現(xiàn)場運行操作技術(shù)要求”。此后再未見用戶反饋意見，問題即基本解決。24SAP-10型循環(huán)泵斷軸問題

24SAP-10型循環(huán)泵斷軸問題3綜述24SAP-10型循環(huán)泵斷軸問題某廠1800冷軋鋼袋工程配用我公司8臺24SAP-10型循環(huán)水泵。2004年3月泵投入試運行，至四月底其中一臺泵發(fā)生斷軸事故。在現(xiàn)場我們發(fā)現(xiàn)泵裝置上不合理地使用了橡膠伸縮節(jié)。

事隔兩個月后，事情并未完全處理好，其原因是有關(guān)各方人員之間夾雜了一些微妙的人際關(guān)系和人情世故。

詳細情況見附件泵裝置基本情況24SAP-10型循環(huán)泵斷軸問題揚程70m流量Q=3000m3/h轉(zhuǎn)速980r/min(實際轉(zhuǎn)速達990r/m)配套電機功率800kw該工程共有8臺24SAP-10型循環(huán)水泵，露天安裝，泵的銘牌參數(shù)為：泵軸承為SKF球軸承。脂潤滑。從動端軸承向固定，承受殘余軸向推力；主動端軸承外圈向留有游動間隙。

泵裝置基本情況24SAP-10型循環(huán)泵斷軸問題1#～6#泵為定速泵，7#、8#為液力偶合器調(diào)速泵。

橡膠伸縮節(jié)兩端法蘭分別與管道連接，兩端法蘭本身未用長螺栓剛性連接。

泵裝置示意圖試運行基本情況24SAP-10型循環(huán)泵斷軸問題泵安裝好之后，從04年3月份開始逐臺調(diào)試，調(diào)試中出現(xiàn)下列情況:泵座和吐出管道水泥固定支均發(fā)生位移，位移方向如裝置示意圖所示：泵向右移，固定支均向左移，有幾個支水泥因位移出現(xiàn)崩裂。

壓力表讀數(shù)在開伐之前達0.8Mpa，部分開伐之后為0.65Mpa，電動蝶伐開度約15%。軸承部位溫升、振動幅度都正常。

停泵之后檢查聯(lián)軸器的對中情況，發(fā)現(xiàn)機泵兩聯(lián)軸器左右錯位較大，據(jù)小林和五冶安裝人員鄭工檢查，錯位最嚴重的為1#泵（錯位1.6mm），5#泵（錯開3mm）、6#泵（錯開2mm），其他泵也有數(shù)十絲的錯位

調(diào)整對中后，重新開車時，用戶和安裝公司用百分表測量泵腳的位移量，最大的達到0.37mm，停泵后有回彈，但泵腳部位不能復原。

斷軸事故

斷軸事故發(fā)生在5#泵上，5#泵斷軸之前，斷續(xù)運行3～4次，累計運行約60小時左右。最后一次4月27日開車后，運行至28日晚11時半發(fā)生斷軸。斷軸部位在主動端軸承定位軸肩退刀槽處，斷面與軸中心約為傾斜。

24SAP-10型循環(huán)泵斷軸問題!對事故原因的分析意見24SAP-10型循環(huán)泵斷軸問題斷軸事故發(fā)生在5#泵上，可能有軸本身質(zhì)量問題，也有外部因素的問題。

5#泵發(fā)生斷軸，不排除5#泵軸存在質(zhì)量問題，這些問題可能軸料本身有缺陷，也有可能與5#泵軸退刀槽加工圓弧不規(guī)范導致應力集中，這是斷軸原因的個性問題。①對事故原因的分析意見24SAP-10型循環(huán)泵斷軸問題5#泵斷軸與外力作用使泵產(chǎn)生位移有關(guān)。在外力作用下5#泵聯(lián)軸器左右錯位最大。這個外力的產(chǎn)生是由于吐出管上的橡膠伸縮節(jié)在水壓力作用下產(chǎn)生的軸向張力F：

P2＝0.7Mpa時，F(xiàn)＝0.7×10.2×(π×802)÷4＝35.9TP2＝0.8Mpa時，F(xiàn)＝0.8×10.2×(π×802)÷4＝41T(閉伐運行)這么大的拉力靠橡膠管壁剛度根本承受不住，必然向左右拉伸，向右則將泵推動，向左則將水泥支墩推裂，如果支墩較堅固、不垮，則泵向右的位移就更大。事實表明，5#泵的水泥支墩未推裂，則5#泵的位移就更大，所以停泵后5#泵的聯(lián)軸器左右錯位就最大。

因橡膠管壁的剛度不能承受巨大軸向水推力而軸向拉長，使泵吐出口承受巨大外推力（泵的進出法蘭不能承受管道外力作用），致使泵體位移，導致聯(lián)軸器錯位、機泵兩軸不同心運行，這是導致5#泵斷軸的外部因素。

②目前改進與試車情況

24SAP-10型循環(huán)泵斷軸問題目前已將2#、5#、6#（其中5#泵發(fā)生過斷軸事故）的柔性節(jié)改為剛性節(jié)，其他五臺泵未改。改進的與未改進的泵都做過試運行，從提交的記錄數(shù)據(jù)看，改為剛性節(jié)后，位移情況有根本好轉(zhuǎn)。未改剛性節(jié)的泵：開車之后，泵腳處位移達0.5-1.4mm，管道（活動支墩處）移動達2.79-3.05mm已改剛性節(jié)的泵：開車之后，一臺泵腳位移量僅達0.01mm，而另一臺泵腳處紋絲不動，僅從這一點看，改為剛性節(jié)之后，已基本解決位移問題。350S44型循環(huán)水泵振動超標

350S44型循環(huán)水泵振動超標4350S44型循環(huán)水泵振動超標裝置基本情況

四臺350S44型循環(huán)水泵供貨合同規(guī)定的泵性能參數(shù)和工廠實際試驗達到的參數(shù)如下：性能參數(shù)流量Q（m3/h）揚程H（m）效率（％）汽蝕余量NPSHR（m）備注合同規(guī)定值11704586%5.3試驗值完全滿足合同要求試驗達到值117046.586%4.7配套電機的額定參數(shù)為：功率：Pe=220KW電流：I=389A電壓：V=380V功率因數(shù)：COSθ=0.87效率：ηe=94-95%(取η=0.945)350S44型循環(huán)水泵振動超標裝置基本情況

泵裝置示意圖冷卻塔上水面標高為8.9m，冷卻塔下水池面標高1.9m，所以裝置幾何揚程為Hg=7m

泵出水法蘭和擴散管之間裝有一節(jié)橡膠伸縮節(jié)，內(nèi)徑φ300，長約300mm，未用長螺栓作剛性聯(lián)接。經(jīng)實測換算，壓力表中心標高為1.19m,測壓點管徑為φ350。350S44型循環(huán)水泵振動超標運行中存在的問題四臺機組中三臺電機的水平方向振動超差。泵的出口壓力表指針不穩(wěn)定，在0.34-0.4MPa之間劇烈晃動，泵內(nèi)有汽蝕響聲，C泵指針瞬時穩(wěn)定在0.37MPa用手觸摸吐出管，有明顯的軸向來回振動。泵吐出口所裝橡膠伸縮節(jié)兩端未用長螺栓作軸向剛性接緊。初步斷定：

泵偏于汽蝕性能很差的大流量低揚程工況運行，引發(fā)汽蝕和振動，同時橡膠伸縮運動造成吐出管路竄動。350S44型循環(huán)水泵振動超標泵運行工況分析

1、分析計算泵的運行揚程H

：泵吐出壓力P2＝0.37MPa壓力揚程Hp＝0.37×102＝37.74m壓力表和吸入水位的標高差Hg＝1.19-1.9＝

-0.71m初估流量Q＝0.42

m3/s測壓點流速V2＝4×0.42/π×0.352＝4.37m/s測壓點速度揚程Hv＝V22/2g＝0.97m吸入管損失為△h＝0.2m泵的運行揚程值為：H＝HP+Hg+Hv+△h＝37.74+（-0.71）+0.97+0.2＝38.2m350S44型循環(huán)水泵振動超標泵運行工況分析

2、泵運行工況的其他幾個參數(shù)：

根據(jù)H＝38.2m查泵的試驗曲線得：Q＝0.42m3/sη＝82%NPSHR＝9m根據(jù)H＝38.2m,Q＝0.42m3/s,η＝82%計算軸功率Pa:Pa=QH/0.102η＝0.42×38.2/0.102×0.82=191.8kw根據(jù)電機的運行電流I＝389×0.91＝354A計算泵軸功率Pa：Pa＝VIcosθηe=×0.38×354×0.87×0.945=191.6kw兩種方法計算的Pa值非常接近，說明泵的運行工況分析比較準確。所以泵的運行工況可以認定為：Q=0.42m3/s（為1170m3/h的1.29倍）H=38.2mη=82%NPSHR≈9m350S44型循環(huán)水泵振動超標泵裝置特性曲線

根據(jù)三臺泵的運行工況和裝置情況，可算出裝置的特性曲線方程：Hz＝Hg+KQ2＝7+19.66Q2(Q：m3/s)按上式作出Hz-Q曲線圖。由Hz-Q曲線圖得知：當開三臺泵的總流量∑Q=3528m3/h時，所需揚程僅26m（A點），當總流量達到3960m3/h時，裝置揚程也才31m（B點），所以原定設計揚程H=45m有點偏高。Hz-Q曲線圖350S44型循環(huán)水泵振動超標改進措施

1、泵性能調(diào)整后的運行工況分析:根據(jù)以上分析，泵的性能肯定要作調(diào)整，即將泵揚程降低。將泵的性能參數(shù)調(diào)整為：

Q＝0.35m3/s＝1260m3/hH＝36m根據(jù)上述參數(shù)，泵的葉輪外徑由φ400mm車削至φ375mm。將D2=φ375mm的H-Q曲線作在H-Q曲線圖上，得到運行工況點：∑Q=1.14m3/s=4104m3/sH=32.8mNPSHR≈6m350S44型循環(huán)水泵振動超標改進措施

2、吐出管路上的橡膠伸縮節(jié)改鋼性聯(lián)接

橡膠伸縮節(jié)所受的張力為：當P2＝0.34MPa時：Fmin＝∏302÷4×0.34×10.2＝2451kg≈2.5T當P2＝0.4MPa時：Fmax＝∏302÷4×0.4×10.2＝2884kg≈2.9T因此：當F力在2.5～2.9T之間變化時，伸縮節(jié)將一張一縮使管道振動，并對泵體施加外力，也會引起振動。解決辦法：將伸縮節(jié)兩端法蘭用長螺桿剛性聯(lián)接。350S44型循環(huán)水泵振動超標改進效果

泵體測點一泵體測點二電機測點一電機測點二D泵┴:0.5─:2.2┴:2.4─:4.8┴:3.8─:6.2┴:2.3─:3.1備注尾端軸承位置聯(lián)軸器端軸承位置電聯(lián)端軸承位置電尾端軸承位置泵編號泵體測點一泵體測點二電機測點一電機測點二D泵┴:0.09─:0.13┴:0.09─:0.11┴:0.06─:0.16┴:0.06─:0.18改進前的振動測試數(shù)據(jù)：改進后的振動測試數(shù)據(jù)：振動值有顯著的下降；泵吐出壓力表指針不再劇烈晃動；流量也滿足使用要求；能耗也大為降低。600S22循環(huán)水泵運行響聲問題600S22循環(huán)水泵運行響聲問題5600S22循環(huán)水泵運行響聲問題基本情況

某電廠2×50MW燃氣機組配用4臺600S22型循環(huán)水泵，母管制供水，涼水塔冷卻。泵供貨合同參數(shù)：Q＝2810m3/h=0.78m3/sH＝21.2mn=980r/minNPSHR=7m電機參數(shù)：功率220kw功率因數(shù)0.81電壓10kv電流17A運行方式：夏季：二機三泵三塔冬季：一機一泵一塔600S22循環(huán)水泵運行響聲問題基本情況

泵裝置示意圖

600S22循環(huán)水泵運行響聲問題故障現(xiàn)象

泵關(guān)閥啟動后，響聲正常，出口壓力P2＝0.26MPa；逐步打開出口閥，開至1/8開度時P2＝0.24MPa，響聲基本正常。當出口閥開至1/4開度時P2＝0.215MPa，出現(xiàn)明顯得汽蝕響聲。當出口閥開至3/8開度時P2＝0.21MPa，汽蝕響聲更大。閥門全開時，P2＝0.219MPa，汽蝕響聲大，但有間斷性響聲減弱。600S22循環(huán)水泵運行響聲問題運行工況分析和裝置特性曲線

根據(jù)當時的運行數(shù)據(jù)和裝置情況，作了600S22型泵的運行工況分析，并推導作出了多種運行方式的裝置特性曲線。由裝置特性曲線圖可知，裝置所要求的揚程為H＝18-21.6m。裝置特性曲線圖600S22循環(huán)水泵運行響聲問題改進過程及效果

現(xiàn)場調(diào)試時：P2＝0.24—0.20MPa時，H≈24—22m，Q≈0.3~0.5m3/s，泵內(nèi)有響聲；P2＝0.19MPa（閥門全開時），H≈19.9m，Q≈0.67m3/s，響聲變小，間斷性有響聲，與廠內(nèi)試驗情況互相吻合。1、將600S22型泵在廠內(nèi)作試驗，以驗證多項性能

D2＝φ436葉輪試驗情況如下：

當Q＜0.6m3/s時，泵內(nèi)有爆破聲；

當Q＜0.64—0.84m3/s時，H＝20—17m，泵響聲正常；

當Q＞0.84m3/s之后，泵內(nèi)出現(xiàn)爆破聲；

當閥門全開時，Q≈1m3/s時，響聲又基本消除。

600S22循環(huán)水泵運行響聲問題改進過程及效果

由此斷定：現(xiàn)場出現(xiàn)的開閥試驗有響聲，主要是由于處于小流量（Q＜0.6m3/s）區(qū)運行造成的，所以要讓其在Q＝0.64—0.9m3/s之間運行，此時H＝20—15m，反映在壓力表上的讀數(shù)P2＝0.19—0.15MPa。600S22循環(huán)水泵運行響聲問題改進過程及效果

2、確定改進措施

可選用24SAP-28型泵的現(xiàn)有葉輪。

根據(jù)裝置特性曲線，可確定裝置所要求泵設計參數(shù)為：

Qp=0.96m3/sHp=17m已知n＝980

r/min，所以600S22循環(huán)水泵運行響聲問題改進葉輪在廠內(nèi)作試驗為了試驗改進葉輪的性能，2006.6.10我們將24SAP-28的葉輪置于600S22泵的殼體中作試驗，試驗合格后在現(xiàn)場試用，試用時，運行平穩(wěn)，響聲基本消除，用戶非常滿意。600S22循環(huán)水泵運行響聲問題體會和建議600S22型泵在工廠試驗時，在汽蝕程度并不嚴重情況下（汽蝕試驗時，H值下降并不明顯），泵內(nèi)響聲卻很大，關(guān)鍵還是葉輪葉片的型式要改進。YJ48-35ⅡA泵振動超差問題

YJ48-35ⅡA泵振動超差問題

6問題的提出

用戶提出的改造目的是加大流量，但他們對改造方案未做深入的分析論證。他們提出的性能參數(shù)帶有盲目性。設計人員只得按照用戶提出的性能參數(shù)作出改造泵的設計方案，選定了YJ48E—35ⅡA型泵。投入運行后，出現(xiàn)噪音大，振動超差等問題。

YJ48-35ⅡA泵振動超差問題

YJ48E-26I的銘牌參數(shù)為：

Ｑ＝3.7m3/sH=24.1mn=370r/minPa=992kw(配套電機1250kw)Ｑ＝5m3/sH=23mn=370r/min平穩(wěn)運行了十七年多后，用戶提出對泵進行改造，性能參數(shù)為：原因分析和處理措施

YJ48-35ⅡA泵振動超差問題

為了分析解決問題，我們作了現(xiàn)場調(diào)查，了解裝置情況，了解運行數(shù)據(jù)，了解故障現(xiàn)象。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查情況，作出裝置特性分析和裝置特性曲線，對新老泵作出運行工況分析。

裝置所要求的揚程僅13~16m，而YJ48E—35ⅡA的揚程范圍為20~27m，因此泵偏在大流量區(qū)運行，不僅運行效率低，而且汽蝕性能也差，因而發(fā)生汽蝕，引發(fā)噪音和振動。要解決問題，必須按裝置實際要求的揚程重新選型。但為了減少損失，當時只提出車削葉輪的改進措施。原因分析和處理措施

YJ48-35ⅡA泵振動超差問題

重新改造前，用戶仍然提出與前面相近似的參數(shù)要求：

Ｑ＝4.72m3/sH=24m我們經(jīng)過詳細的分析論證，明確地提出不能按用戶提出的參數(shù)制作葉輪，而要根據(jù)實際裝置揚程來確定新葉輪的設計參數(shù)。最終設計部選定了YJ48—36型泵的葉輪，其性能參數(shù)為：Ｑ＝4.7m3/s,H=16.5m，揚程范圍為15-19.5m經(jīng)驗與教訓YJ48-35ⅡA泵振動超差問題

對重大的改造項目，技術(shù)人員一定要深入現(xiàn)場作仔細的調(diào)查研究，要了解原泵的運行狀況，存在的問題，改造的目的要求以及達到這一目的要求的可行性，并制定切實可行的改造方案。本案初始改造不成功，就是由于輕信了用戶意見，完全只按用戶提出的改造參數(shù)制定改造方案，所以導致改造失敗。市場經(jīng)濟是買方市場，所以任何時候，我們都要尊重用戶的意見和滿足用戶的要求。但是對于改造項目，由于多數(shù)用戶不是水泵方面的專家，所以他們提出的改造要求和意見不一定都正確，甚至是錯誤的。如本案用戶初始提出的改造性能參數(shù)和后來提出的新葉輪改造參數(shù)，都是不恰當?shù)?。對此我們必須對用戶作解釋說服工作，不能盲目按用戶錯誤的意見辦事。72TKXA—19.6型循環(huán)泵

三通上法蘭螺栓斷裂問題

7循環(huán)泵三通上法蘭螺栓斷裂

基本情況

循環(huán)泵三通上法蘭螺栓斷裂

江蘇某電廠共裝了4臺長沙水泵廠生產(chǎn)的72TKXA—19.6型循環(huán)水泵，配套電機YKSLD1600/1070-14/16型雙速電機。自2004年底投入運行以來，運行一直穩(wěn)定、良好，電機上部振幅值為0.02mm（低速）-0.04mm（高速）之間。

運行至2006年5月上旬，5#循泵大修時檢查發(fā)現(xiàn)三通外接管上部大部份螺栓斷裂，軸套偏磨等損壞現(xiàn)象。為此，用戶服務人員到現(xiàn)場與電廠有關(guān)人員共同對故障破壞情況進行了調(diào)查分析，并制定相應的處理措施。

故障情況

泵出水三通接管上法蘭30個M36的聯(lián)接螺栓，其中在出水方向?qū)γ娴?8個螺栓全部疲勞斷裂，斷裂部位在螺栓退刀槽靠六角頭平面。由于18個螺栓斷裂后，致使兩聯(lián)接法蘭面之間有0.7-0.8mm的張口。另外，與泵連接的出水管反法蘭焊縫左下方向90度范圍內(nèi)焊口有裂紋。

循環(huán)泵三通上法蘭螺栓斷裂

軸上四個軸套除最上部一個之外，其它三個均發(fā)生偏磨，從下至上，偏磨最深處分別為8.2mm、4.7mm、2mm，偏磨部位均在同一方向。相應的賽龍軸承為周邊磨損，直徑方向磨損量從下至上依次為6-7.2mm、3.7mm、1.5mm、0mm。

葉輪室（鑄鋼）與吸入喇叭口（鑄鐵）相應配合的斜面部位，吸入喇叭口的斜右上周邊都已磨損，最深處達4.2mm，最淺處也達2.1mm。

葉輪外緣與葉輪室相對應部位，只有葉輪室斜面上有局部擦痕，擦痕長度占周圈的1/10左右。

導葉體與外筒體的配合圓柱機上，有半邊有磨痕，同時在圓柱面的中間有一圈汽蝕破壞的槽，深約2mm。

故障原因分析對故障原因初步分析如下：

循環(huán)泵三通上法蘭螺栓斷裂

故障的發(fā)生主要是由于出水三通上部法蘭聯(lián)接螺栓斷裂造成下部筒體晃動而導至偏磨損壞。

①螺栓斷裂面光滑平齊，屬循環(huán)應力下的疲勞破壞。

②循環(huán)應力的產(chǎn)生是由于出水口與出水管路之間沒有裝拆卸伸縮節(jié)，很難完全保證相互聯(lián)接時泵體不受干擾，就會使這些螺栓受到額外干擾力，在筒體彈性作用下，干擾力時大時小循環(huán)交替作用。經(jīng)脫開吐出口聯(lián)接螺栓檢查，測得泵出水管法蘭與管道法蘭之間有2.1-3.3mm的張口，硬性聯(lián)接后，泵筒體受到干擾，是造成上部螺栓斷裂和出水管反法蘭拉裂的主因。另外，外筒體現(xiàn)用的M36的聯(lián)接螺栓（3Cr13材質(zhì)），發(fā)現(xiàn)六角頭下的退刀槽圓弧太小，容易產(chǎn)生應力集中。同時發(fā)現(xiàn)未斷螺栓有松緊不一的情況，也會造成部分螺栓受力不均。③故障原因分析循環(huán)泵三通上法蘭螺栓斷裂

由于三通管上法蘭大半圈螺栓斷裂，只靠小半圈螺栓和出水管的螺栓聯(lián)接來支承整個泵的下部份重量，下部份泵部件在運行中反復擺動，致使有關(guān)部位發(fā)生偏磨和磨損。

④導葉體上部配合圓柱面上出現(xiàn)汽蝕破壞原因很可能是由于軸套偏磨時，使導葉體半邊圓柱面產(chǎn)生即離即合而使配合面磨損，同時有水存在，即離即合中也可能產(chǎn)生汽蝕破壞。

⑤處理過程及處理措施

循環(huán)泵三通上法蘭螺栓斷裂

除了察看破損情況和分析原因之處，還對筒體的上下同心度進行了檢測，檢測結(jié)果說明上下同心度正常。

由于將吸入喇叭口返廠修復拆卸工作量較大，所以決定將葉輪室與吸入喇叭口的配合部位下移到吸入口未損壞面上，經(jīng)校核，此方案可行，最后由電廠將葉輪室按泵廠提供的尺寸自行加工修正。

對于泵出水管法蘭面與管道法蘭面之間有3mm以上的張口，要增加2mm厚的墊子很困難，由電廠臨時購買和加裝伸縮節(jié)解決。

軸套偏磨嚴重，下部三個軸套全部更換，磨損嚴重的賽龍軸承也更換。

葉輪兩葉片外緣有明顯的磨損，返廠修復并重做平衡檢測。泵軸軸套配合處有不同程度的磨損，也返廠修復。

外筒體聯(lián)接螺栓全部改用35#碳鋼雙頭螺栓。

處理結(jié)果

循環(huán)泵三通上法蘭螺栓斷裂

采取上述處理措施后，到撰寫本文時已穩(wěn)定運行了九個月。

56LKSA-25型循環(huán)水泵磨損問題856LKSA-25型循泵磨損問題基本情況

56LKSA-25型循泵磨損問題上海某熱電廠循環(huán)冷卻水泵采用母管制供水，海水介質(zhì)，供水泵站共裝有四臺YJ36—23型泵和兩臺YJ48—35I型泵，到九十年代中期，已運行20余年時間。由于立式斜流循環(huán)泵在電力系統(tǒng)廣泛應用和普遍受到好評，于是該電廠想將使用年限已久的YJ型循環(huán)水泵改用立式斜流泵。1996年將一臺YJ36—23ⅡA型立式離心泵（Ｑ＝2.35m3/s，Ｈ＝27m，n＝495r/min，1000kw）改為44LKSB—20型立式斜流泵（Ｑ＝1.58m3/s，Ｈ＝20m，n＝591r/min），此次改造基本成功。

第一次改造：

第二次改造：

2002年將一臺YJ36—23ⅡA型泵改為48”斜流泵（Ｑ＝2.78m3/s，Ｈ＝25m，n＝495r/min），同時將一臺YJ48—35I型泵（Ｑ＝4.56m3/s，Ｈ＝25m，n＝495r/min，1600kw）改為56LKSA—25型斜流泵（Ｑ＝4.72m3/s，Ｈ＝25m，n＝590r/min，1600kw）。48”斜流泵基本成功，但56”斜流泵卻出現(xiàn)了問題。

56LKSA—25型泵故障情況

56LKSA-25型循泵磨損問題56LKSA—25型斜流泵于2002年1月出廠，運行兩年多后拆開檢修，發(fā)現(xiàn)葉輪和導葉體發(fā)生嚴重的泥沙沖刷破壞現(xiàn)象。隨后長沙水泵廠與用戶通過協(xié)商提供了一個新葉輪（與原導葉體相同）和其他配件，再次投入運行后，僅兩個月時間即發(fā)生葉片斷裂等事故：

不銹鋼整體鑄造半開式葉輪的一個葉片從根部稍上處斷掉，另一個葉片從入口邊開始撕裂一半，其他三片根部有裂紋，只有兩片尚完好。葉輪背面焊接蓋板上幾乎整圈焊縫上有裂紋。撕開的葉片在靠近入口邊的外緣與葉輪室有明顯的擦痕。

多數(shù)葉片背面從進口起1/3處有明顯的汽蝕麻點，面積有3×4cm大。導葉體在入口和出口處，葉片和外壁上均有明顯的沖刷溝槽。

導葉體和輪室上、下兩個與外殼體配合面有擦痕，軸保護管與導葉體的連接法蘭被扭斷

葉輪室防轉(zhuǎn)塊與防轉(zhuǎn)槽接觸面處有4～５mm深的磨損。防轉(zhuǎn)塊根部出現(xiàn)裂紋。軸套與軸承等零件也已磨壞。

故障原因分析56LKSA-25型循泵磨損問題從葉片背面汽蝕麻點看，泵運行中存在較大的汽蝕現(xiàn)象。由于汽蝕導致工況不穩(wěn)定，而使導葉體和葉輪室等不轉(zhuǎn)動件在運行中發(fā)生來回轉(zhuǎn)動而使防轉(zhuǎn)塊與防轉(zhuǎn)槽來回碰撞磨損，同時導致導葉體上下兩處與外殼的配合部位摩擦損壞，也導致與之連接的軸保護管下法蘭在來回循環(huán)應力下裂斷。

泵發(fā)生汽蝕的主要原因是因為泵的轉(zhuǎn)速取得過高，導致流道內(nèi)流速過大，以及泵偏大流量下運行造成的。

發(fā)生汽蝕:①故障原因分析56LKSA-25型循泵磨損問題第一、葉輪本身存在鑄造質(zhì)量問題，如晶粒粗糙、氣孔等；

葉輪的材質(zhì)ZG0GCr18Ni12Mo2，這一材質(zhì)經(jīng)過第二熱電廠及其他海水泵站使用時間都達15～20年，證明材質(zhì)的選用不存在問題，至于葉片的設計強度，也不就存在問題，因為如果強度有問題，全部七個葉片都會扭裂。而且改造之前的葉輪與此基本相同，使用了兩年時間，只是沖刷破壞，并未因強度不夠而斷裂。

葉片斷裂原因:②第二、受到了外力干擾，如導葉體來回轉(zhuǎn)動時可能向上抬高，導致葉輪室與葉片相擦而使葉片遭受外力干擾。

至于葉輪背面焊接蓋板上的裂紋，是因為焊后內(nèi)應力未完全消除而導致裂紋。

故障原因分析56LKSA-25型循泵磨損問題以前分析葉輪、導葉體沖刷破壞原因時，已提出由于設計揚程25m過高，而實際運行揚程只有20m，因此導致泵偏于低揚程大流量下運行，加之泵轉(zhuǎn)速取的過高，筒體較小，因此使得泵流道內(nèi)的流速過高而導致沖刷，要解決這一問題，要么降低流速，要么提高材質(zhì)的耐磨性，后來的措施只是降低了5m揚程，導葉體材質(zhì)未改變，因此未徹底解決導葉體的沖刷破壞問題。

導葉體的沖刷原因:③故障原因分析56LKSA-25型循泵磨損問題軸套、軸承過早磨壞的原因，主要是導葉體運行中發(fā)生了來回轉(zhuǎn)動及葉片斷裂后不平衡造成。同時，水流通過蓋板裂縫進入葉輪背面空腔后，也可能增大葉輪的靜不平衡量，從而使葉輪旋轉(zhuǎn)離心力增大，也會加快軸承、軸套的磨損。

軸套、軸承過早磨壞的原因:④處理措施56LKSA-25型循泵磨損問題徹底的解決措施，應將泵轉(zhuǎn)速降低一擋，由595r/min降為495r/min，這種改變雖然工作量較大，代價較高，但是為了今后能安全可靠運行是值得考慮的方案，因此建議由泵廠做一個降速方案，列出改造費用，供業(yè)主考慮。

將泵轉(zhuǎn)速降低一擋。①處理措施56LKSA-25型循泵磨損問題更改泵的性能參數(shù)，由泵廠重新提供葉輪、導葉體及其他一些零件。

在不降速的情況下，做下列一些改進措施：②新提供的導葉體材質(zhì)由鑄鐵件改為不銹鋼件。

被導葉體和葉輪室旋轉(zhuǎn)磨損的外筒體、葉輪室、吸入口由電廠自行修復，并將修復好的配合尺寸告知泵廠，以便泵廠重新提供的導葉體能與之相配。

Ｑ＝15000m3/h（原為17000m3/h）Ｈ＝20m最終改進措施和效果56LKSA-25型循泵磨損問題將轉(zhuǎn)速由590r/min改為495r/min（電機降速改造），即設計參數(shù)調(diào)整為：

為此只將葉輪葉片角度由０°扳為+4°，導葉體不變。葉輪和導葉體及相關(guān)零部件以備件合同向用戶供貨2006年4月交貨，用戶于2006年4月安裝投運，運行正常，磨損問題也迎刃而解。

Ｑ＝15000m3/h＝4.17m3/s（原17000m3/h）Ｈ＝20m

n＝495r/min88LKXA-29.5型循環(huán)泵振動超差問題9循環(huán)泵振動超差問題基本情況

云南某發(fā)電廠裝機容量為4×600MW，配用我公司8臺88LKXA—29.5型循環(huán)水泵，西邊泵房裝4臺，東邊泵房裝4臺。

循環(huán)泵振動超差問題泵的銘牌參數(shù)為：

Q=37692m3/h=10.47m3/sH=25.8mn=425r/minPa=2918kwNPSHR=10.3m配套電機為水冷異步電動機，額定參數(shù)為：

功率=3500kwn=425r/minU=6KVI=409.6ACOSф=0.871#機二臺泵于2006年元月投入運行，2#機二臺泵于2006年7月投入運行，3#機二臺泵于2006年9月6日投入試運行，其中3#機B泵出現(xiàn)振動超差問題。泵裝置情況

循環(huán)泵振動超差問題裝置示意圖泵的性能和結(jié)構(gòu)與貴州盤南電廠相同。水力模型為L500，帶平衡孔開式葉輪，水潤滑橡膠導軸承，泵安裝長度L=8.5m，兩節(jié)主軸，無中間軸承支架，吐出口帶拆卸伸縮節(jié)。配套電機為425r/min的水冷電機。泵裝置情況

循環(huán)泵振動超差問題西邊泵房共裝四臺循泵，西進東出，供1#、2#機循環(huán)冷卻水；東邊泵房四臺循泵，東進西出，供3#、4#機循環(huán)冷卻水；

冷卻塔豎井水位h2標高：HWL=14.07m，正常水位NWL=13.53m，低水位LWL=12.84m；一機二泵運行時實測h2=14.08m；

吸入池水位h1標高：停泵時h1=-0.2m，一機一泵時h1=-0.65m，一機二泵時h1=-1.0m；

泵中心至濾網(wǎng)距離Y=14000≈5.5D0，泵中心至流道閘板孔長度A=20m≈7.8D0，流道長度已完全滿足規(guī)范要求；泵安裝基礎水泥墚厚度達1.5m，與此相類似的兩個電廠水泥基礎墚厚度僅1m，所以基礎剛度很牢；

1#、2#機組四臺泵出口壓力表的表位標高為+0.84m；3#機組的2臺泵出口壓力表位標高為+0.95m；測點管徑均為DN2200；

據(jù)現(xiàn)場觀察實測，電機支座高度由1800mm降低為1500mm，支座下法蘭直徑方向還可擴大300mm，這樣支座剛度和穩(wěn)定性將會更好；

泵運行情況

循環(huán)泵振動超差問題1#、2#機4臺循環(huán)泵的選型參數(shù)與實際運行參數(shù)吻合,循環(huán)水量充足。對4臺泵的振動進行測量，除1#機B泵電機上機架的垂直振動和2#機A泵電機上機架在進出水方向的振動稍許超差外，其余均不超差。這表明這種泵的設計制造和泵房的設計施工和泵的選型、安裝、運行等方面，可以做到使振動值不超差。3#機二臺泵中的B泵振動超差，特別是一機二泵運行時，B泵振動超差更大（進出向達0.34mm）。此泵的運行情況如下：①單泵運行時：出口壓力P2=0.17MPa雙泵運行時：3#泵P2=0.255MPa，Z2=0.95m；3B泵P2=0.245MPa，Z2=+1.25。②吸水水位：啟動前－0.2m，單泵啟動后－0.65m，雙泵運行時為－1.0m。3#機振動超差原因分析循環(huán)泵振動超差問題3A泵振動情況正常，3B泵振動值明顯超差

3B泵單泵運行時，電機上機架在進出水方向振幅值達0.163~0.166，已超差，雙泵運行時振幅值又上升至0.289~0.29，所以3B泵并不是只并泵才超差，單泵運行時同樣超差；上機架的測點高度約為5m，按美國水力學會標準，當測點高為5m時，可接受的允許振動極限值為0.225，3B泵振幅值達0.29，已超出此極限，因此不能允許繼續(xù)運行；3A泵振動正常，唯獨3B泵不正常，從影響振動的諸因素中看，最大的可能性是安裝質(zhì)量問題，其次是制造問題。處理情況

循環(huán)泵振動超差問題將3B泵逐步解體檢查:發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器的對中偏差由安裝時的0.035mm變?yōu)榱?.075mm。檢查電機支座上法蘭平面的水平度，發(fā)現(xiàn)出水方向高，進水方向低，兩邊不平度達0.3mm/m，遠遠超出安裝是所檢測的水平度0.05mm/m。將出水法蘭松開后，張口有0.5mm左右，松開后電機支座上法蘭面的不平度由0.3mm變?yōu)榱?.17mm。在未校正基礎水平度情況下，重裝B泵后試運行，振幅值仍然在0.3mm以上。后來，業(yè)主將基礎水平度調(diào)整到合格，并更換了葉輪和下軸（即將4#機循泵的一個葉輪裝入了3#機B泵），開車試運行，3B泵單泵運行不超差，并泵運行時仍超差，振幅達0.2mm以上，目前仍在處理中。某電廠循環(huán)水泵振動故障處理某電廠循環(huán)水泵振動故障10概況

某電廠四期擴建2x300MW#7、#8號兩臺機組共配用四臺循環(huán)水泵。水泵型號為64LKXD—21，參數(shù)為：

Q＝21085.2m3/h，H＝21m；

電機額定功率P=1600kw#7A、#8A泵配定速電機n=495r/min，#7B、#8B泵配雙速電機n=495/372r/min。某電廠循環(huán)水泵振動故障#7機投入試運行后，#7A泵正常，#7B高速上塔電機上機架振動達0.22mm，并泵運行振動達0.35mm。由于時間原因,改造方案在#8機組上進行。#8機組按#7B方案改造后，#8B泵運行振動合格、#8A泵單泵上塔振動0.16mm。并泵高速上塔振動達0.23mm，振動超標。

振動原因剖析影響立式濕坑斜流泵振動的主要因素有以下八個方面：某電廠循環(huán)水泵振動故障吸入流道：查土建基礎圖，基本符合推薦圖紙要求，可以排除。

1基礎剛度的穩(wěn)定性：①實地查得水泥梁的厚度有1.2-1.5m，剛度足夠，可以排除；②二次灌漿是否灌滿灌實了，不能確定；③支撐板、電機支座的剛度，剛度足夠，可以排除。

2吐出口的連接質(zhì)量：①確保水泵筒體不受外力作用，有待檢查。②確保吐出口與管道剛性連接，有待檢查。

3安裝水平