王明山 耿旭輝

中國燃氣渦輪研究院 四川綿陽市

一、概述

真空潤滑油站原理和結構見圖1、圖2，油站主要由兩臺供油泵、1臺循環(huán)油泵、過濾器和冷卻器組成。運行時油站內部處于真空狀態(tài)（絕對壓力1kPa），油站主要是對處于絕對壓力1kPa處的高速滑動軸承進行供油潤滑。在設備調試時發(fā)現(xiàn)油站密封不嚴，絕對壓力只能達到1.7kPa，且3臺油泵在絕對壓力2kPa以下時不泵油，無法滿足油站在絕對壓力1kPa時的設計使用要求。

二、原因分析

真空潤滑油站由于使用條件苛刻，通過查閱相關資料及對油站結構的認真分析，認為真空潤滑油站油泵不泵油的主要原因有4方面（圖3）。

（1）油站內部絕對壓力只有1kPa，導致油泵入口壓力很低，而從油站設計結構分析，油站采用的是上吸式吸油，吸油阻力大，可能導致吸油不暢。

（2）油站密封不嚴，導致油站內部油液冒泡嚴重，油泵吸入空氣。

（3）油泵出口單向閥在真空狀態(tài)下卡死，導致管路無油。

（4）油泵本身性能問題，不適合在真空狀態(tài)下工作。

三、處理方案及措施

（1）解決油站密封不嚴問題。通過仔細檢查，發(fā)現(xiàn)油站漏氣主要是由于油泵電機安裝座設計不合理，空氣從安裝座邊緣及電機軸承間隙處進入油箱內部。為此，將電機安裝座做了如圖4所示的改進。改進后，油站密封能力得到了很大提高，由之前的1.7kPa絕對壓力提高到了350Pa絕對壓力，滿足了實際運行需要，但在該狀態(tài)下，油泵不泵油問題仍然存在。

（2）改上吸式吸油為倒灌式吸油并短接油泵出口單向閥。由于油箱壓力為負壓，而油泵采取的是上吸式吸油，增加了吸程阻力。為了減小油泵的吸程阻力，設計了一加長旋轉軸（圖5），使油泵處于油液液面以下（即倒灌式吸油），同時拆除油泵出口單向閥并短接管路。在試驗狀態(tài)啟動油泵，油泵仍然不泵油。

（3）更換新油泵。在上述兩個處理方案無效的情況下，懷疑油泵本身性能滿足不了使用要求，油泵的必須汽蝕余量大。由于單位的潤滑油站使用環(huán)境特殊，油泵需要在真空環(huán)境下工作，于是泵的進口壓力就被大大地降低，這就要求泵的密閉性好、效率高、入口壓力損失低，必需汽蝕余量小。如果必須汽蝕余量過大，則油泵的吸程相對就小，可能造成不能吸油。根據(jù)計算公式（1）可計算泵裝置的有效汽蝕余量。

圖1 真空潤滑油站原理圖

圖2 真空潤滑油站結構

圖3 油站油泵不泵油的可能原因

式中NHSHa——泵裝置的有效汽蝕余量，m

P——油箱壓力，Pa

圖4 電機安裝座示意圖

Pv——潤滑油飽和蒸汽壓，Pa

ρ——潤滑油密度，kg/m3

g——9.8N/kg

H——液面至泵中心凈液柱壓力，m

Hs——吸入管道壓力損失，m

式中NHSHr——泵必須汽蝕余量，m

H′——安全余量

結合單位潤滑油站的結構及使用環(huán)境，油箱壓力為1kPa，潤滑油飽和蒸汽壓未知，暫時忽略，潤滑油密度0.8×103kg/m3，油泵埋入液面0.35m，由于無吸油管道，故吸油管道壓力損失為零，根據(jù)公式（1）計算得到泵裝置的有效汽蝕余量NHSHa為0.48m，安全余量取 0.3m，根據(jù)公式（2），則油泵的必須汽蝕余量NHSHr必須＜0.18m。通過查閱資料及咨詢相關廠家，油站生產廠家選用油泵的必須汽蝕余量約為2.2m，遠遠大于實際所需的必須汽蝕余量，造成油泵不能吸油。

根據(jù)計算結果，重新購買了1臺必須汽蝕余量約為0.1m油泵，更換后進行試驗，油泵在絕對壓力為740Pa的狀態(tài)下能夠正常啟動并工作，油泵不泵油的問題得以解決。根據(jù)改進效果，對油站的其他兩臺油泵也進行了改進。

四、結論

在選用泵時，被選泵的必須汽蝕余量應滿足被送液體的特性和泵安裝使用條件的要求，特別對于使用環(huán)境有特殊要求的情況，更需對泵的有效汽蝕余量進行計算校核，使其滿足公式（2）條件，保證泵的正常運行。

圖5 加長旋轉軸結構