馬 眾，盧 輝，史黎明

（1.中天鋼鐵集團(tuán)有限公司，江蘇 常州213011；2.中冶南方（武漢）熱工有限公司，湖北 武漢430205）

某鋼鐵廠加熱爐汽化系統(tǒng)兩臺(tái)電動(dòng)給水泵投入運(yùn)行約兩周后相繼出現(xiàn)故障，水泵機(jī)組啟動(dòng)后自動(dòng)跳閘。 一臺(tái)柴油機(jī)給水泵機(jī)組雖能運(yùn)行，但通過現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)柴油機(jī)振動(dòng)過大，有一定超負(fù)荷現(xiàn)象。 本汽化系統(tǒng)共配有三臺(tái)給水泵機(jī)組， 兩臺(tái)電動(dòng)給水泵（1#、2#電動(dòng)給水泵）及一臺(tái)柴油機(jī)給水泵，其參數(shù)見表1。

表1 汽化系統(tǒng)給水泵機(jī)組參數(shù)

1 故障原因查找及分析

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)， 給水泵出現(xiàn)故障原因可能有汽化系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)錯(cuò)誤、施工安裝錯(cuò)誤、設(shè)備故障。 為排除因施工安裝及操作方面的問題， 我們對(duì)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)無錯(cuò)誤。 進(jìn)一步查找水泵機(jī)組出現(xiàn)故障的原因， 于是我們將重點(diǎn)放在了給水泵機(jī)組方面。

1.1 1#、2# 電動(dòng)給水泵機(jī)組測(cè)試

進(jìn)行水泵機(jī)組0 負(fù)荷測(cè)試，具體步驟如下：

（1）開啟給水泵進(jìn)口閘閥，關(guān)閉出口閘閥，使泵腔內(nèi)充滿液體。

（2）啟動(dòng)給水泵機(jī)組，測(cè)試電機(jī)電流，1#電機(jī)啟動(dòng)電流在140 A 左右，2#電機(jī)啟動(dòng)電流在70～80 A之間， 且兩臺(tái)電機(jī)啟動(dòng)電流都無法快速下降，5 s 后熱繼跳閘。 進(jìn)行了5 次測(cè)試，情況一樣。

（3）對(duì)電機(jī)進(jìn)行單體試車，將電機(jī)與水泵的聯(lián)軸器拆除進(jìn)行脫離，連續(xù)運(yùn)行30 min，1#電機(jī)運(yùn)行電流為14 A，2#電機(jī)運(yùn)行電流為16 A， 兩者都遠(yuǎn)小于額定電流，電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。

1.2 柴油機(jī)給水泵機(jī)組測(cè)試

進(jìn)行水泵機(jī)組0 負(fù)荷測(cè)試，具體步驟如下：

（1）開啟給水泵進(jìn)口閘閥，關(guān)閉出口閘閥，使泵腔內(nèi)充滿液體。

（2）啟動(dòng)柴油機(jī)，水泵運(yùn)行成功，在運(yùn)行過程中觀察柴油機(jī)振動(dòng)情況， 發(fā)現(xiàn)其振動(dòng)幅度比帶負(fù)荷運(yùn)行稍小，但振動(dòng)仍然較大。

通過以上測(cè)試分析：兩臺(tái)電動(dòng)給水泵機(jī)組的故障點(diǎn)為水泵本體，與配套電機(jī)無關(guān)。

1.3 DG 型給水泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及故障分析

DG 型泵為臥式單吸多級(jí)分段式給水泵，供輸送不含固體顆粒（磨料）的清水或物理化學(xué)性質(zhì)類似于清水的其它液體。 適用于中、低壓鍋爐給水用，也可作一般臥式多級(jí)離心清水泵用， 被輸送的液體溫度低于180 ℃。 DG 泵結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 DG 泵結(jié)構(gòu)示意圖

泵軸封選用填料密封時(shí)， 轉(zhuǎn)子的軸向推力采用平衡盤平衡。 本臥式多級(jí)離心泵為兩端支承，通過拉緊螺栓將泵的進(jìn)水段、中段、出水段、軸承體等泵殼體部分聯(lián)結(jié)成一體。 其轉(zhuǎn)子部分主要由軸及安裝在軸上的葉輪、軸套、平衡盤等零部件組成，其中葉輪的數(shù)量根據(jù)泵的級(jí)數(shù)而定。 軸上零件用平鍵、軸和螺母緊固使之與軸聯(lián)為一體。

DG 泵的整個(gè)轉(zhuǎn)子由兩端滾動(dòng)軸承支撐，在運(yùn)行中允許轉(zhuǎn)子在規(guī)定范圍內(nèi)在泵殼中軸向游動(dòng)。 由葉輪卡環(huán)和平衡盤鎖緊螺母、 間隔環(huán)將葉輪和平衡鼓軸向定位。 找泵的非驅(qū)動(dòng)端（尾部），設(shè)有一對(duì)背靠背安裝的推力球軸承來承受少部分的殘余軸向力。 采用雙平衡鼓機(jī)構(gòu)來平衡大部分的軸向力， 一對(duì)推力球軸承可以承受少部分殘余軸向力。

軸的密封形式有機(jī)械密封和填料密封兩種。 泵采用填料密封時(shí)，填料環(huán)的安裝位置要正確，填料的松緊程度必須適當(dāng)，以液體能一滴一滴滲出為宜。 泵各種密封元件裝在密封腔內(nèi)， 腔內(nèi)要通入一定壓力的水，起水封、水冷卻或水潤(rùn)滑作用。 在軸封處裝有可更換的軸套，以保護(hù)泵軸。

泵采用機(jī)械密封時(shí)， 泵的軸向推力平衡機(jī)構(gòu)采用雙平衡鼓及推力軸承結(jié)構(gòu)，保證機(jī)械密封壽命，使泵具有較高的可靠性。

拆除電機(jī)后對(duì)兩臺(tái)泵進(jìn)行重點(diǎn)檢查， 發(fā)現(xiàn)軸的軸向位移較大，手動(dòng)盤轉(zhuǎn)發(fā)現(xiàn)無明顯卡阻及異響，初步判斷為平衡盤磨損。

2 故障處理

臥式多級(jí)離心泵的平衡盤主要作用為平衡水泵內(nèi)部的軸向推力，其為非標(biāo)件，鑒于加工周期過長(zhǎng)，我們決定將軸向推力分割為兩部分， 一部分繼續(xù)由平衡盤承擔(dān)，另一部分由尾部軸承承擔(dān)。 于是對(duì)尾部軸承進(jìn)行更換，調(diào)整軸的位置，并將尾部螺母鎖緊以固定軸的相對(duì)位置。

將電機(jī)恢復(fù)歸位， 并調(diào)整電機(jī)軸與水泵軸的同心度，在聯(lián)軸器外圓上的偏差允許0.1 mm，兩聯(lián)軸器間的間隙為5 mm，上下左右四點(diǎn)間的間隙值允許偏差為0.3 mm。

3 故障修復(fù)驗(yàn)證

表2 不同工況點(diǎn)給水系統(tǒng)參數(shù)

開啟給水泵進(jìn)口閘閥， 關(guān)閉出口閘閥， 啟動(dòng)電機(jī)， 水泵運(yùn)行正常，1#、2#電機(jī)運(yùn)行電流分別為30 A和29 A，均小于額定電流41 A。 啟動(dòng)柴油機(jī)給水泵，發(fā)現(xiàn)非正常振動(dòng)已消除。 通過以上操作驗(yàn)證了系統(tǒng)故障點(diǎn)查找正確。

4 工況調(diào)試

加熱爐汽化系統(tǒng)給水是一個(gè)變工況狀態(tài)， 它隨著汽包水位的變化而變化， 為保證任何點(diǎn)給水泵都不超負(fù)荷運(yùn)行，我們需要調(diào)整給水系統(tǒng)的閥門。 其具體調(diào)試方法如下。

全開啟給水泵進(jìn)口閘閥，微啟回流閥門，給水管路上電動(dòng)調(diào)節(jié)閥和手動(dòng)閘閥全開，啟動(dòng)1#給水泵，通過測(cè)試電機(jī)電流和流量，以確定給水泵出口閘閥的工作開啟位置。通過多次測(cè)試將給水泵出口閘閥的工作開啟位置定位在如下參數(shù)下：給水流量13.15 m3/h，電流39 A。 同上2#給水泵出口閘閥的工作開啟位置定位在如下參數(shù)下：給水流量13.4 m3/h，電流38.5 A。柴油機(jī)給水泵出口閘閥的工作開啟位置定位參考兩臺(tái)電動(dòng)給水泵閥門位置設(shè)定， 并確保柴油機(jī)轉(zhuǎn)速不超過額定轉(zhuǎn)速。 不同工況點(diǎn)參數(shù)見表2。

通過以上調(diào)整后，系統(tǒng)投入運(yùn)行良好，表明給水泵設(shè)備設(shè)計(jì)符合系統(tǒng)變工況的使用要求。

5 總結(jié)

通過結(jié)合實(shí)際， 我們對(duì)工程現(xiàn)場(chǎng)汽化系統(tǒng)水泵調(diào)試過程中出現(xiàn)的一項(xiàng)超負(fù)荷故障進(jìn)行了系統(tǒng)分析，查找到故障原因并給出了具體的故障消除方法，對(duì)以后項(xiàng)目同類問題解決具有參考和借鑒意義，縮短工程項(xiàng)目調(diào)試與設(shè)備維修的技術(shù)響應(yīng)時(shí)間， 為企業(yè)生產(chǎn)獲取更大經(jīng)濟(jì)效益。