多級(jí)離心泵振動(dòng)、泄漏問題原因分析

多級(jí)離心泵存在較大軸向推力

每次檢修拆開檢查平衡盤，都發(fā)現(xiàn)其表面被擦傷，多為軸向推力過大而造成的。多級(jí)離心泵的軸向推力比單級(jí)離心泵大得多，如果設(shè)單級(jí)葉輪的軸向推力為FA，對(duì)同樣尺寸的多級(jí)離心泵葉輪，其級(jí)數(shù)為i，則總的軸向推力為iFA，多級(jí)離心泵的軸向推力可在幾十kN，甚至上百kN。它的軸向推力的平衡方法是采用平衡盤。

離心泵正常工作時(shí)，末級(jí)葉輪出口處壓力P2通過徑向間隙b后，泄漏到平衡盤中間室的液體壓力降到平衡盤前的壓力P1，液體再經(jīng)過軸向間隙，壓力降為P0，在平衡盤兩側(cè)由于壓力差P1-P0的存在，作用在相應(yīng)的有效面積上，便產(chǎn)生了與軸力方向相反的平衡力-FA。若因負(fù)荷的變化使軸向推力增大，當(dāng)作用在平衡盤上的平衡還未改變時(shí)，軸向推力將大于平衡力，轉(zhuǎn)子便朝吸入側(cè)位移一段微小距離。此時(shí)，軸向間隙減小，泄漏的液體量將會(huì)減小。而徑向間隙b是不變的，當(dāng)泄漏量減小時(shí)，阻力損失減少，平衡盤前的壓力P1升高。同時(shí)泄漏量減少也會(huì)使平衡室內(nèi)的壓力P0下降。這樣在平衡盤兩側(cè)的壓力差增大，平衡力增加。直到軸向間隙b0減少到使平衡力與軸向推力相等為止。反之亦然。

 

葉輪密封環(huán)間隙的影響

檢查中發(fā)現(xiàn)，葉輪的密封環(huán)間隙磨損較為嚴(yán)重，檢修規(guī)程要求控制在0.3～0.44mm，而實(shí)際多數(shù)已達(dá)到1mm以上，有的間隙甚至有2mm。當(dāng)密封環(huán)的間隙變大后使葉輪前蓋板與泵腔內(nèi)產(chǎn)生了徑向流動(dòng)，當(dāng)有徑向流動(dòng)時(shí)，會(huì)改變泵腔內(nèi)的壓力分布，使前泵腔中液體壓強(qiáng)減小。這是因?yàn)槿~輪出口壓力不變，液體在流動(dòng)中必然產(chǎn)生附加壓力。

于是增大了軸向力。8個(gè)葉輪的密封環(huán)間隙都有較大磨損，單個(gè)葉輪的軸向推力也都增大了，而整臺(tái)泵的軸向推力是8個(gè)葉輪軸向推力的迭加。而且導(dǎo)葉輪與葉輪之間的間隙也磨損增大，又進(jìn)一步增大了軸向推力。整個(gè)軸向推力增大后，以前平衡盤的結(jié)構(gòu)就不能*抵消軸向推力了。

 

零件的相互影響

密封環(huán)間隙及葉輪與導(dǎo)葉輪間隙磨損增大導(dǎo)致平衡盤磨損，這并不是一個(gè)單向的問題，泵體眾多軸系零件之間的故障影響是相互的。泵軸彎曲，軸承座與泵軸的同軸度偏差，造成葉輪、導(dǎo)葉輪、泵殼、密封環(huán)、軸套的磨損，使泵體振動(dòng)加大，軸向推力也增大，而平衡盤與平衡座也發(fā)生摩擦。反之泵體振動(dòng)也會(huì)因平衡盤的摩擦而升高，從而使葉輪、導(dǎo)葉輪、密封環(huán)、軸套、軸承等零件的磨損加劇，故障進(jìn)一步惡化。