330 MW 机组前置泵检修方法改进及轴承室改造

卢 琳，张文阶

（华能武汉发电有限责任公司，湖北武汉 430415）

0 引言

阳逻电厂一、二期4 台机组分别于1993 年和1997 年投产，给水泵组配置3 台YNKn300/200-20 型前置泵，包括1 台电泵前置泵和2 台汽泵前置泵，结构为单级双吸卧式蜗壳泵，采用832 型机械密封。吸入盖借助双头螺栓紧固在泵体上面。机封静环座、冷却室盖和轴承架全部借助双头螺栓紧固在吸入盖上。泵的过水部件对称设计和布置，由于泵体铸造件的制造公差及管路布置造成的流经叶轮的不均匀水流产生轴向推力并不大。原前置泵推力平衡采用推力瓦、推力盘、齿轮油泵、油箱等附件，结构复杂、故障率高、配件价格高，于2000 年后陆续进行改造，改用2 个6306 滚珠轴承平衡轴向推力，并加装轴承冷却水。双吸叶轮及键径向固定在泵轴上，泵转子由2 个飞溅润滑的普通轴瓦支承，并靠安装在泵前端的2 个滚珠轴承实现轴向定位。泵轴两端均采用挡套和机封动环轴套来达到泵轴不被介质腐蚀的目的；同时，挡套起着使叶轮轴向定位的作用，机封动环轴套利用丝扣在轴封部位拧紧在轴上，其丝扣拧紧方向与旋转方向相反。汽泵前置泵结构如图1 所示。

1 问题及原因分析

前置泵正常情况下2 运1 备，每4 年大修一次。该型号前置泵自投产检修后频繁出现机封漏水和推力轴承温度高或损坏故障。分析原因主要有3 点：

（1）转子总窜测量和半窜量调整不准确，测量和调整值因人而异，设备运行时转子轴向定位产生偏差，使机封实际压缩量与检修过程中调整值不一致，导致推力轴承承力较大。

（2）调整转子半窜量时，机封动、静环受损。

（3）改造过的自由端滚珠轴承冷却水室设计不合理，导致轴承室进水。

2 前置泵回装工艺改进

图1 前置泵结构

2010 年后，通过前些年的探索研究实践，安装工艺得以不断改进，有效避免了数据测量因人而异的问题，使检修数据调整更加精确、真实，避免了故障的发生。根据实际效果，经此法检修后的前置泵可连续运行一个大修周期，而不发生机封泄漏和轴承温度高故障。前置泵检修原则为“保证转子部件运行时位于静止部件中心；测量数据准确可靠，不受认为因素影响”。唯有如此，才能保证前置泵转子轴向定位准确、两侧机封压缩量调整准确一致、转子总窜量和半窜量真实合格，保证前置泵可靠持久运行。

2.1 转子总窜测量和叶轮定位

（1）泵轴套入双吸叶轮，放入蜗壳内，注意叶轮旋转方向。

（2）装上两侧吸入盖，注意方向。

（3）装上叶轮两侧挡套，不装两侧机封冷却室，将两侧机封动环轴套分别拧入泵轴。

（4）缓慢向里拧紧机封动环轴套，用深度尺测量两侧机封动环轴套端面至轴肩距离，将该值恢复至设计值，以准确地将叶轮在轴上定位。无法查阅设计值时，可在解体阶段测量该值作为回装标准值。

（5）百分表指针打在泵轴端面，向两侧推动泵轴，分别读出百分表值，两数想减，即得总窜量值（标准值6～8 mm）。

以上不装两侧机封冷却室的测量方法是转子总窜量的真实值。若装上两侧机封冷却室再进行测量，推动泵轴时，机封动环轴套可能与机封冷却室内壁发生磕碰，造成总窜值偏小。磕碰与否也取决于挡套的长度，挡套越长，机封动环轴套与机封冷却室内壁的轴向间隙越大。

（6）继续推动泵轴，使百分表读数为总窜量的1/2，即半窜处。若电机未动，可测量并记录泵轴传动端端面至电机轴端面的距离η，方便后续机封压缩量和半窜量的调整；若电机不在，可找其他固定参照点。若该泵修前运行状况良好，也可在解体阶段拆卸联轴器时测量该距离η，作为回装参考值。

（7）卸下两侧机封动环轴套，装上两侧机封冷却室，再拧入两侧机封动环轴套。

（8）重复步骤（4），再次将叶轮在轴上定位。定位完成时，两侧动环轴套一定是拧紧状态，防止叶轮松动。

2.2 机封压缩量调整

（1）将泵轴传动端端面至电机轴端面的距离恢复至η 值，此时叶轮位于蜗壳中间处，即半窜处。

将百分表指针打在泵轴端面记录读数，作为测量调整机封压缩量过程中参照点。该泵机封型号为832 分体式，压缩量通过调整静环座内不锈钢环形垫片调节。

（2）用深度尺测量机封动环密封面到机封冷却室平面的深度δ1。

（3）将机封静环放置在水平地面处，用深度尺测量静环密封面至静环座平面的距离δ2。

（4）机封压缩量δ=δ2-δ1。若δ偏大（标准值4～6 mm），则通过减少静环座内垫片减少δ2，反之，则增加垫片。

测量阶段尽量不要碰动泵轴，防止叶轮发生轴向位移，偏离半窜处。若有窜动，可根据百分表读数恢复半窜位。只有在精确的半窜定位前提下，调整的机封压缩量才是真实可靠值，否则会使一侧偏大，另一侧偏小。

2.3 轴全抬和半抬调整

（1）装上两侧轴承架，螺栓带上但不要拧紧。

（2）不装下瓦，将百分表座吸在泵体上，表指针垂直打在轴瓦处轴的顶端，读出百分表值α1，双手将轴往上托，直至泵体内部发生触碰时，读出百分表值α2，即全抬α=α2-α1。

（3）将支撑瓦下瓦盖在轴上部，向两侧翻动查看左、右间隙是否一致。若左侧间隙大，则用铜棒敲打轴承座左侧，使其右移，反之亦然，如此反复，直至左右间隙一致。

（4）将下瓦翻至轴承座内，重新调整好百分表，读出百分表值β1，双手将轴往上托，直至泵体内部发生触碰时，读出百分表值β2，即半抬β=β2-β1。

（5）反复复查两侧轴半抬量值并进行微调，直至合格。装入下瓦后的抬量应为全抬量的1/2+0.05 mm。

影响抬量调整的因素：叶轮口环与密封环部件；轴承架与冷却室盖配合端面；机械密封动静环端面；冷却室盖和轴承架双头紧固螺栓。

2.4 轴瓦间隙和瓦盖紧力调整

（1）检查轴承和轴承体的配合面，在拧紧瓦盖的情况下，在轴瓦座内移动轴瓦是否可能。如座面太松，应修整瓦盖的两接合面直到装上的轴瓦被牢固地夹在瓦座里而不能再移动为止。

（2）将两侧轴瓦安装好，拧紧瓦盖的4 个内六角螺栓。

（3）用塞尺或压铅丝法测量轴瓦顶间隙（标准值0.12 mm）；用塞尺测量左、右侧间隙（标准值0.06 mm）。

（4）用压铅丝法测量瓦盖紧力（标准0～0.03 mm）。

2.5 转子半窜量调整

（1）装上轴承前压盖，先后装上推力盘工具，定位轴套，锁紧螺母；可不装上瓦室，拧紧前压盖与轴承支架下端连接螺栓，见图2。该推力盘工具为标准件，轴向宽度为2 个滚珠轴承厚度。

（2）推动泵轴，恢复传动侧泵轴端面至电机轴端面的距离η。

（3）将一块百分表指针垂直打在传动侧泵轴端面，读出百分表值θ1。

（4）缓慢拧紧锁紧螺母。半窜标准值（3～4）mm。

若百分表数值变小，读出数值θ2，则表明轴向半窜量偏小，需在轴承前压盖处加θ=θ1-θ2厚的耐油纸垫或将轴承与轴肩之间的轴承调整套车削掉θ 厚度。

若百分表数值不变，则从自由端往传动侧推动泵轴，直至轴承前压盖碰到轴承室，读出百分表读数θ2，半窜值为θ=θ2θ1，表明轴向半窜量偏大，需车削轴承前压盖厚度θ=θ2-θ1或在轴肩与轴承调整套之间加θ 厚度的金属垫片。

传统测量转子半窜量方法：完成步骤（1）后，将百分表指针打在传动侧泵轴端面，向传动端推动泵轴，用撬杠顶在自由侧机封动环轴套端面，将轴往传动端顶，读出百分表值θ1；松开撬杠，缓慢拧紧锁紧螺母，查看百分表读数，直至稳定不变，读出值θ2。则半窜值为θ=θ1-θ2。

因机封弹簧的弹性影响，每次撬动的力道也不尽相同以及不同的人力道不同，传统方法测得的半窜量往往各不相同，因人而异。且用撬杠顶来顶去，易损伤机封密封面。半窜位的调整误差，极易引起一侧机封压缩量过大，另一侧压缩量偏小进而发发生泄漏。新方法则巧妙地规避了上述弊端，测出的半窜值更加准确真实。

2.6 装推力轴承盖后轴向窜量调整

（1）测量轴承冷却室滚珠轴承位深度ω1。

（2）测量两个6306 轴承标准件厚度ω2。

（3）则装推力轴承盖后轴向窜量ω=ω1-ω2（标准值0.30～0.35 mm）。

若ω＜标准值，表示无窜量或窜量偏小。需将轴承冷却室的轴承位深度车削加深；若ω＞标准值，表示串量偏大，需将轴承冷却室的外平面车削以减小轴承位深度。

或者用以下方法：卸掉半窜调整工具（锁紧螺母，定位轴套，推力盘工具），轴承座平面涂胶，盖上两侧轴承盖。装上自由侧2 个6306 滚珠轴承，装上轴承冷却室，拧紧螺栓。将百分表指针打在传动侧泵轴端面，用撬杠先后顶在自由侧和传动侧机封动环轴套端面，将轴分别往传动端和自由端顶，读出百分表差值，该差值即为装推力轴承盖后轴向窜量。后续调整放方法不变。使用此方法易损伤机封密封面，撬动前最好将机封静环座螺栓松开一点；但不宜松开过多，防止机封动、静环由于撬动而偏离安装位，导致无法归位。因此法操作不当易引起机封损坏，不建议使用。

图2 调整半窜量

图3 改造前轴承室

3 滚珠轴承冷却水室改造

2000 年后陆续将8 台汽泵前置泵自由端推力轴瓦改为滚珠轴承，加装滚珠轴承冷却室的中间环形密封面极容易密封不良，导致冷却水泄漏至滚珠轴承室，损坏轴承。同时，冷却水继续由磨损的骨架油封，渗进支撑瓦室，劣化稀油，进而导致支撑瓦磨损。

自由端轴承室分为3 个腔室：①支撑瓦室，稀油润滑；②滚珠轴承室，润滑脂润滑；③冷却水室，对滚珠轴承室进行冷却。滚珠轴承室与支撑瓦室采用前压盖上的骨架油封密封。冷却水室与滚珠轴承室，以及冷却水室与轴承室外侧分别采用同一平面的3 个环形平面进行密封。若冷却水室与滚珠轴承室密封不良，则会导致滚珠轴承室进水，再加上骨架油封磨损，水会渗进支撑瓦室。若冷却水室轴承室外侧密封不良，会导致冷却水从轴承室处外漏。改造前的自由端轴承室结构见图3。

针对冷却水泄漏原因，将冷却水室做如下改造：加工合适尺寸的环形件，封堵住轴承冷却水室中间的环形水槽（不能堵住进、出水口），并施焊保证严密不漏。取消里侧环形密封面，为保证该密封面不高于外侧环形密封面，将整个平面进行抛光处理；为了防止轴承前压盖凸台接触到环形件而导致外侧环形面密封失效，遂将凸台车削掉1 mm，保证配合间隙。如此，将水侧与滚珠轴承室完全密封隔离，彻底解决轴承室进水问题。改造后的自由端轴承室结构简图如图4。

图4 改造后轴承室

4 结束语

影响前置泵水泵机封泄漏和推力轴承温度高的故障因素很多，但若能严格按照改进后的回装工艺依次对叶轮定位、总窜、机封压缩量、轴抬量、轴瓦间隙、半窜、装推力轴承盖后轴向窜量进行调整，尤其是半窜定位调整法的创新实践，可保证整个水泵转子部件位于静止部件中心，有效提高检修数据调整的准确性。水泵转子运转灵活，轴向间隙均匀，极大提高设备可用率及整体运转水平。滚珠轴承冷却水室的改造，解决了轴承室进水问题。