给水泵出力优化的研究03

1、提高给水泵出力保证安全经济稳定运行的研究华聚能源公司济二分公司二00六年五月十八日目 录一、任务的提出 2二、项目研究的主要内容 2三、给水系统的优化处理 4四、运行报告 12五、效益分析 16六、推广前景应用 18提高给水泵出力保证安全经济稳定运行的研究一、任务的提出火力发电厂常用的主要泵，根据用途可以分为给水泵、循环水泵、凝结水泵、灰渣泵和锅炉循环泵。向锅炉连续供给高温高压给水的泵称为锅炉给水泵。随着机组单机容量的迅速增加，对给水运行的要求也日益苛刻。不仅要求其能在高温高压高转速下运行，还要求他能够适应机组负荷变化的需求。由于其在火力发电厂中的中心地位，故要求给水泵的运行具有更高的安全可靠

2、性和经济性。它的可靠程度直接影响机组的安全运行。统计资料表明，给水泵是辅机系统易出现故障的环节。济二电厂现有装机容量为215MW抽气式汽轮发电机组，配套275t/h循环流化床锅炉，一期工程2001年3月28日建成投产。电厂自2001年投产以来，实现热电联产，年发电能力1.9亿千瓦时，蒸气50万吨。我厂给水泵分别指#1、2、3给水泵，由它们连续不断地往#1、2炉供水。二、项目研究的主要内容1、给水泵技术参数设备名称规格型号容 量投用日期1#给水泵100DG-1007355KW200132#给水泵100DG-1007355KW200133#给水泵DG85-8092563KW2002122、给水泵现

3、状三台给水泵自安装以来，一直运行稳定，但由于长期工作，运行四年后设备已进入疲劳期，加之我厂检修工年纪较轻，实际工作经验不足，业务技能相对较低，前期维护工作滞后，造成给水系统不断出现问题。进入2006年，三台给水泵相继出现机组震动大、轴承温度偏高、出口压力不稳的情况，并且越来越严重，无法备用，严重影响机组负荷。三台给水泵发生故障统计如下表：设备名称故障时间故障内容1#给水泵 泵端负载侧轴承振动明显增大3#给水泵 电机轴承发热，振动超标，负荷电流增大2#给水泵低压侧轴承温升已达48度2#给水泵负载侧温度增加，拌有节奏杂音3.给水泵存在的问题1.1#给水泵（1）.非载侧轴承间隙已达上限需更换。（2）

4、.非载侧轴承外套与外端盖配合间隙为+0.2mm需加套处理。2.2#给水泵（1）.负载侧轴承磨损超标，轴承内套与轴滑动需补焊。（2）.负载侧轴承内油端盖磨损严重需更换。3.3#给水泵（1）.由于二期工程土建施工，在3#给水泵附近开挖土建基础，造成3#给水泵基础松动，有下沉现象。（2）.电机与泵体联结整体基座变形。（3）.电机轴承负载端由于配合过松，轴与轴承内套相对滑动，使转轴磨损严重。（4）.非载侧轴承与外端盖配合公差偏小，接近于零。（5）.转轴两端轴承间隙已超标。（6）.轴承室内油脂质量变差。我厂专门成立课题小组，研究给水泵存在的故障，寻求解决办法，稳定给水压力，提高机组负荷。三、给水系统的优

5、化处理1.给水泵机组基础缺陷的原因和消除由于机组运行时间长，基础遭受循环冷却水的长期侵蚀冲刷刚性变差。同时随着机组运行质量不高，维护跟进不及时。造成机组基础下陷，地基螺栓松动，严重影响机组正常使用。针对以上原因相应改进措施是拆除水泵和电动机对基础进行重新加固，拧紧地脚螺栓。经过测查地基刚性，水泵底盘水平均符合标准。2.给水泵消缺2.1给水泵拆装：（1）.拆开泵的出口法兰螺栓，拆除短节。（2）.拆除泵和电机联轴器螺栓（3）.拆除泵和电机的地脚螺栓，移出电机拆下泵的联轴器（4）.拆除入口管至平衡水室的平衡管轴承冷却水管（5）.拆除出水侧轴承端盖，取下轴承支架松开紧固螺母取下轴承（6）.取下挡套和出

6、水侧轴套，取下平衡盘（7）.松开中段穿杠螺母（8）.用楔子把中段和出水段撑开，取下出水段和末级叶轮，用同样的方法将其余各级拆下，并从出水到进水依次打上字号（9）.入水段泵壳原位置不动，取下进水侧轴承支架轴承挡套，确定进水侧轴套位置后取下轴套（10）.将拆下的零部件整齐有序的摆放在检修场地的胶皮垫上。 2.2检查测量：（1）.泵轴的检测：用砂布将轴打磨光滑，检查发现在泵轴中心位置有一处轻微水刷痕迹。轴弯曲测量，将泵轴两端置于V型铁上将千分表的表杆竖直指向轴心。然后缓慢盘动泵轴，记录每转一周千分表所显示的最大值和最小值。取两值之差就是弯曲程度。综合测量结果显示:泵轴中间径向跳动为0.02mm0.0

7、5mm.两端径向跳0.02mm。泵轴弯曲符合标准（2）.检查水轮和导叶的汽蚀情况，首级水轮和导叶有一定损伤。（3）.检查入口泵壳出口泵壳中段导叶盘根室轴承支架及各结合面止口是否有沙眼裂纹毛刺等并进行清理打磨。检查发现进水轴承室内壁磨损严重，室内上半部已经出现较深的沟槽。经测量宽25mm深度0.4mm毫米是造成水泵震动的重要因素之一。（4）.检测水轮出水进水侧密封环间隙。密封环径向间隙0.25mm，导叶套径向间隙0.20mm。（5）检查平衡盘和平衡板磨损情况：平衡盘磨损严重，出现较深的沟痕，平衡板同样出现磨损。（6）.平衡盘瓢偏测量：由于平衡盘瓢偏后，其端面与轴心不垂直，组装后使平衡盘与平衡环之

8、间出现张口，无法平衡轴向推力。使平衡盘磨损，电机过负荷。因此凡是装有平衡盘的水泵都要进行瓢偏测量。测量方法：将平衡盘8等分，将两支百分表装在平衡盘同侧直径相对180度位置，表杆垂直指向工作面。调整表读数为50处。盘动转子一周，记录各位置两表示数如下表。位置序号ABAE B端面跳动及瓢偏度1多50到O26到57-43-74952-34-84749-2端面跳动=0.03mm5由14246-4瓢偏度=0.06/2=0.03mm625355-2734644+2845558-31-560o数据显示测量稳定，平衡盘端面跳动为0.06mm即瓢偏度为0.03mm.端面跳动符合标准。2.3零部件缺陷修复：（1）

9、.泵轴：针对泵轴轻微水刷现象，原则可以不与处理。但为了使泵运行更加稳定，再相应位置涂镀一层高耐磨硬质铬镍钼合金材料以消除水刷痕迹。（2）.更换首级叶轮和导叶。水泵转子高速转动时，如果质量不平衡，会产生一个较大的离心力，使水泵振动发生破坏。因此更换的叶轮要进行静平衡实验。（3）.进水侧轴承室磨损修复：由于存在中心偏差，电动机垂直方向高出水泵侧偏差太大，运行过程中泵侧轴承承受极大的径向压力。使给水泵轴承室上半部分与轴承相接触部分严重磨损。又因轴承室壁厚有限，采用镶套方法可行性不强。故采用刷镀工艺修复。即在受损面上均匀的附和上一层硬质耐磨铬镍合金。（4）.更换进水出水侧的密封环（5）.平衡盘上沟槽经

10、过车床车削，去除凸凹面。在工作面上喷涂硬质耐磨铬镍合金，经对研使动静平衡盘接触率在75%以上。（6）、给水泵使用轴承是6309单列向心球轴承。经过对原轴承的清理检查，发现轴承严重损坏。入水侧轴承滚动支架变形分离解体，滚动体和滚道磨损严重，出现凹痕、斑点、脱皮等现象。出水侧轴承相对完整，也出现滚道磨损凹痕、斑点、脱皮现象。应对轴承予以更换。为使给水泵以更好的状态运转，更换使用全封闭免维护轴承。采用钙基黄油润滑。轴承选择（1）.外观检查滚动体及滚道表面不能有斑孔、凹痕、剥落和脱皮等现象。（2）.轴承应转动灵活、用手转动后转动平稳同时逐渐缓慢停止，不能突然停下，不能有振动（3）.用手径向拉动隔离架应

11、与内外圈应有一定间隙（4）.轴承游隙合适，用压铅丝法测量。2.4给水泵的回装：（1）.将进水侧轴套按原始位置固定好，插进入口泵壳，装好进水侧轴承体。在轴径上土一层润滑油，装好轴承。（2）.装好首级叶轮，放入中段结合面青稞纸垫，装上中段，按同样的方法参照原来的标记字号，将其余各级水轮和导叶装好直至出口泵壳。（3）.对称紧好穿杠螺栓，测量中段间隙防止偏紧。（4）.测量转子轴向窜动：未装平衡盘6-8mm装上平衡盘3-5mm（5）.调整平衡盘间隙，装上轴套、挡套、轴承支架和轴承。（6）.盘动转子，转子转动灵活。（7）、连接平衡管和出口法兰，热装连轴器。电机修复完毕后就位2.5给水泵找正2.5.1螺旋支

12、顶的设计和应用给水泵是电厂生产过程中的重要设备。他承担着锅炉供水的主要任务。由于功率大、转速高使用频繁其性能稳定与否至关重要。水泵发生故障的主要原因有振动、泄漏、磨损、腐蚀等四类。除泵自身缺陷外，设备的安装、检修水平是保证设备安全运行的主要方面。其中，给水泵的找正就是一个重要项目。由电动机作为原动机驱动的给水泵。确保运转时给水泵和电动机轴心线在同一条直线上。避免水泵与原动机因轴中心线偏差，造成轴承额外受力，引起原动机轴承发热磨损过负荷运行。甚至，产生剧烈振动引发停止工作犹为重要。由于当前，水泵的找正工作一直延续使用平尺大锤找正的方法。找正精度不高，工作繁琐。而且人为因素较重，不同人员造成的视觉

13、标准误差难以衡量。没有一个具体的数据显示标准。同时，现行的工作方法存在另一个弊端。因为长期大锤敲击，使得电动机底盘永久变形，给找正工作带来新的不便。因此，改进水泵找正方法，探索一条更为方便科学的找正方法势在必行。结合实际情况，根据现有的条件而设计的螺旋式支顶结构应运而生。将螺旋式支顶结合桥尺、塞尺联合找正的方法取得良好的效果。螺旋丝杠支顶主体由厚钢板制成。上部是丝杠螺母丝杠旋入其中，形成支顶的工作部分。下部装设勾挂连接环，环孔穿连接销和电动机基座连接环接成一体。找正时两个支顶同时使用即可以满足要求。为使支顶使用更加精确方便，在支顶上安装一套读数显示装置。根据塞尺测得数具，直接调整示数，即可以方

14、便的知道丝杠需要旋出的长度。针对给水泵的特点，专用设计的螺旋支顶，旋出长度达到一定长度时，水泵和电动机轴向刚好处于同一直线上。因此，正常的找正工作只须调整联轴器垂直方向的偏差即可。2.5.2、水泵找正：（1）.将两个螺旋支顶分别支护在电动机底盘上，丝杠预顶在电机下部。（2）.安装找正工具桥尺如图所示（3）.盘动转子测量联轴器上下张口值和上下外圆值如图所示。001800平 均1.801.801.01.00.50.40.60.40.550.4转子0位时： 端面：上部为0.50mm；下部为0.40mm；外圆：上部为1.80mm；转子180位时：端面：上部为0.60mm；下部为0.40mm；外圆：下部

15、为1.00mm；取平均后端面上部为0.55mm端面下部为0.40mm上张口0.15mm外圆上部比下部大0.80mm即电机中心比水泵低0.40mm（4）.计算数据。根据如下所示关系进行计算。在图中FGH、ECA、EBD是相似三角形AC/GH=AE/GF AC=AE/CG*GH其中GH为上张口AE为前支座A到联轴器端面的距离，GF联轴器直径，AC为垫片的厚度。同样后支座B垫片厚度为BD=BF/GF*GH总调整量为前支座A加垫h+AC后支座B加垫h+BD已知联轴器直径200mm前后支座和联轴器距离为400mm和800mm消除上张口A加垫厚度为（400*0.15）/200=0.30mm后支座B加垫（8

16、00*0.15）/200=0.60mm前支座共加垫为0.40+0.30=0.70mm后支座共加垫0.60+0.40=1.00mm。加垫紧固地脚螺栓,复查联轴器间隙未发生变动。找正工作完全合格3.循环冷却水系统改造给水泵循环冷却水结构不合理，加之长年结垢管路阻塞严重，造成回水不畅轴承冷却效果降低，水资源溢流浪费严重。对机组基础冲刷腐蚀和环境污染形成极大影响。为根除这一弊病采取如下措施：(1).疏通回水管路，对阻塞严重的管路给予更换。(2).设计自流回水收集管路系统，将冷却水集中汇集在斜度3：1000的自流回水管路中，使其自行流回循环蓄水池。(3).将原平底接水漏斗改为圆锥漏斗，减少管路弯曲，尽量

17、采用直管输送(4).对机组底盘进行再防腐处理。(5).加强循环水综合利用，合理调整冷却水用量。经过以上措施，机组周围呈现出清洁干燥的良好环境。4.给水管路的优化：改造前，给水泵进出水管路与泵连接，泵体直接承担来自管道的所有重量。致使泵体受压变形，造成机组中心偏差，产生振动。严重影响水泵正常运行，管道布置应给予改进。给水管道进行如下优化：(1).用吊线锤法检查管道垂直度，并适当调整管道位置。(2).检查管道坡度，一般为2%。经过测量，确定在两管道上各加设一条弹簧拉杆，以减轻其对泵体的压力。(3).对水泵出水逆止阀进行打压实验，并更换内漏阀门通过这些措施很好的消除管道蓄气、支撑不良对给水泵运行的影

18、响。5.给水泵驱动电机的优化给水泵是我公司重要设备之一，承担着锅炉供水的任务。在五年的生产过程中，给水泵发挥了无可替代的作用。由于该设备转速高、功率大、使用时间长久。近期电动机均出现不同程度的振动异常，振幅超标。现场表现为喘振、出力不均的现象。同时，轴承温升偏高，非承载端温度20分钟内达到过75度。经过检查初步确定为：轴承游隙超标、转子磨损平衡破坏、内油盖磨损变型、轴承窜动等因素造成。并委派到济南四电机厂修理。经过对电动机解体检查发现非轴伸端轴承有轴向位移现象。内油盖瓢偏，内孔呈现椭圆，与之相应位置转子处有较明显不均匀磨痕。轴伸端转子支持大盖轴承室内圆磨损较严重，相应处已出现较深的沟槽。经过对

19、转子、轴承室的细致检查测量结果如下： 轴径： 轴承室非轴伸端：0 +0、015轴伸端：+0、015 +0、05以上数据显示非轴伸端轴径过盈量已经达到底线过盈偏小致使轴承发生轴向位移。轴伸端符合标准。非轴伸端轴承室符合标准。轴伸端轴承室间隙过大，是造成转子径向偏移的主要原因。据检测结果对电动机进行相应的补救修复。对非轴承端转子轴径补焊、车削、研磨、校动平衡。轴伸端轴承室采用车削镶套的工艺处理。更换内油盖、轴承。组装试车振动、温度完全符合要求。经过以上优化措施，给水泵呈现出前所未有的宁静、平稳、祥和的状态。消除了原有的管道震动大、机组振动大、压力波动、流量不均、轴承温度高的问题。三、运行报告我厂三

20、台给水泵从2006年3月处理完毕至今，已连续运行2个月，各系统运行正常。经过2个月来的统计分析，设备运行情况总结如下：对2006年4月至2006年5月给水泵轴承震动随机抽查结果如下：（单位：微米）1#给水泵：时间2006年4月2日2006年4月12日2006年4月22日位置低压侧高压侧低压侧高压侧低压侧高压侧方向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向震动值12101810816121019109181291710915时间2006年5月2日2006年5月12日2006年5月18日位置低压侧高压侧低压侧高压侧低压侧高压侧方向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂

21、直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向震动值131118109191511151191711919129162#给水泵：时间2006年4月2日2006年4月12日2006年4月22日位置低压侧高压侧低压侧高压侧低压侧高压侧方向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向震动值15122016101813101914915161217151016时间2006年5月2日2006年5月12日2006年5月18日位置低压侧高压侧低压侧高压侧低压侧高压侧方向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向震动值15112015111915111814111

22、715121816123193#给水泵：时间2006年4月2日2006年4月12日2006年4月22日位置低压侧高压侧低压侧高压侧低压侧高压侧方向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向震动值201624181222221824201623241623221824时间2006年5月2日2006年5月12日2006年5月18日位置低压侧高压侧低压侧高压侧低压侧高压侧方向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向震动值241822201620221720201622241825201721对2006年4月至2006年5月给水泵轴承温升随

23、机抽查结果如下：（单位：）1#给水泵：时间4月2日4月8日4月12日4月18日4月24日5月2日5月6日5月8日5月12日5月18日位置低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压温升10121112121211111112101012111011121111132#给水泵：时间4月2日4月8日4月12日4月18日4月24日5月2日5月6日5月8日5月12日5月18日位置低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压温升14121513151416131514131314121614161415133#给水泵：时间4月2日4

24、月8日4月12日4月18日4月24日5月2日5月6日5月8日5月12日5月18日位置低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压低压高压温升1512161214111512161315121412141215131513对2006年4月至2006年5月给水泵电机震动随机抽查结果如下： 1#给水泵电机：时间2006年4月2日2006年4月12日2006年4月22日位置低压侧高压侧低压侧高压侧低压侧高压侧方向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向震动值(um)1210181081613101912101814111911914时间200

25、6年5月2日2006年5月12日2006年5月18日位置低压侧高压侧低压侧高压侧低压侧高压侧方向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向震动值1311191119181512201311191510191210162#给水泵电机：时间2006年4月2日2006年4月12日2006年4月22日位置低压侧高压侧低压侧高压侧低压侧高压侧方向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向震动值1412201291815111913101914101813916时间2006年5月2日2006年5月12日2006年5月18日位置低压侧高压侧低压侧高

26、压侧低压侧高压侧方向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向震动值131118119161410161211181310161411193#给水泵电机：时间2006年4月2日2006年4月12日2006年4月22日位置低压侧高压侧低压侧高压侧低压侧高压侧方向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向震动值161222131019151219141220161220131019时间2006年5月2日2006年5月12日2006年5月18日位置低压侧高压侧低压侧高压侧低压侧高压侧方向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向垂直轴向横向震动值151119141118151119151220161219151120对2006年4月至2006年5月给水泵电机轴承温升随机抽查结果如下：（单位：）1#给水泵电机：时间4月2日4月8日4月12日4月18日4月24日5月2日5月6日5月8日5月12日5月18日位置低压高压低压高压低压高压低压高压