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循环水冷水泵轴瓦磨损问题原因分析和处理办法

浏览495次时间：2015年9月16日 14:49

余锡文中化泉州石化有限公司 362000

【文章摘要】

新建厂区循环水冷水泵在进行负荷运行后，电机驱动端轴瓦冒烟, 停机检查发现电机轴瓦向电机旋转一侧出现磨损，试车团队对问题原因进行详细分析，并采取处理措施处理后。水泵轴瓦磨损问题得到了很好的处理。

【关健词】

Pumb ；电机；轴瓦磨损

某新建炼油项目循环冷却水装置共设九台生水泵。5 台循环水泵Pumb- 101A/B/C/D/E 由国内某公司A 生产，设计为4 开1 备，正常流量为8000m3/h, 出口压力为0.5MPa, 扬程为52m, 轴功率为1320KW。泵配套电机为国内某公司B 生产，电机电压为10KV，功率为1600KW，转速为740rpm。具有自重大、转速低的特点。

1 工程背景

5 台循环水冷水泵于2013 年10 月陆续安装完毕后现场开始试运。5 台电机在10 月20 日-26 日单机试运完毕，试运中各参数均显示正常。11 月4 日-6 日分别对循环水冷水泵Pumb-101A/B/D 进行负荷试运，各监测数据也未见异常。11 月16 日对循环水泵Pumb-101E 进行负荷试运，开机现场马上明显可见电机驱动端轴瓦冒烟，电机供货商现场服务人员拆检发现电机轴瓦向电机旋转一侧出现磨损，于是联系电机厂家总部发配件至现场更换处理。11 月21 日循环水泵Pumb-101C 安装完毕具备条件后进行负荷试运，启泵后3 分钟，发现电机驱动端轴瓦出现与Pumb-101E 同样情况后停运，电机供货商现场服务人员拆检发现轴瓦同样出现磨损。于是11 月23-24 日对已经试运的Pumb-101A/B/D 进行拆检排查, 发现电机前轴瓦相同部位均出现不同程度的磨损。见图1。

试车团队立即组织电机厂家、施工单位、设计单位、泵厂家和维保单位等各方代表分析原因，同时现场展开抢修工作。11 月26 日，把Pumb-101C 和Pumb- 101D 电机后轴瓦分别拆装至Pumb-101B 和Pumb-101A 电机前轴瓦后重新找正安装试运。11 月27 日上午9:02 分Pumb- 101B 电机单试两个半小时后停运，电机前后轴承温度稳定在50℃，振动正常。拆检电机前轴瓦，未出现磨损。回装前轴瓦，并对泵进行找正连接， 28 日18:05 负荷试运(11 月29 日18:05-12 月1 日8:45)。运行38 小时40 分后，前轴瓦最高温度60℃，后轴瓦最高48℃，拆检电机前轴瓦有轻微擦痕，见图2。

11 月27 日18:35 分Pumb-101A 电机单试一个半小时后停运，前轴承温度稳定在60℃，后轴承温度48℃，振动正常。30 日17:20 负荷试运，前轴瓦最高温度达到68℃，后轴瓦最高52℃。

五台泵轴瓦检修更换后，重新找正调整后投入运行。运行一个多月后又陆续出现多次轴瓦损坏故障。经过检修调整后， 5 台泵仍处于带病运行状态。

2 原因分析

五台循环水泵电机均采用外球面滑动轴承，滑动轴承座通过止口面用螺栓和电机壳体连接，下瓦座中分面以下40mm 处设温度探头，探头深入下轴瓦瓦背测量孔。轴承润滑油采用TSA46# 润滑油，通过两个甩油环将润滑油带入轴瓦进油口，甩油环为黄铜制作，分成两个半环，连接处搭口通过螺钉紧固形成整圆环，圆环内侧开有宽8mm 深1mm 油槽，以利于带入足量的润滑油。整个轴承系统无附加冷却系统，依靠轴承座上的翅片自然冷却。5 台电机轴瓦出现故障后，试车团队立即组织专业技术人员、电机厂家、施工单位、总包、泵厂家和维保单位等各方代表分析原因。引起轴瓦磨损可能的原因如下：

2.1 润滑原因

润滑油牌号选择不当，粘性太大流动性太差使远离油孔的位置得不到充分润滑。例如油中带水，油乳化、变质等，导致润滑不足而烧瓦。

2.2 装配原因

安装不到位, 轴承顶间隙和侧间隙太小不合适。

轴瓦间隙过大或过小（顶隙、侧隙），油膜不稳定容易烧瓦。对中不到位. 装配不当，接触面积不理想。轴瓦部位径向跳动比较大。

2.3 泵体设计原因

轴瓦质量或选型问题。轴瓦本身质量问题。存在气孔、合金层厚薄不均等。

2.4 操作原因

过载使用。

2.5 外界原因

基础不稳，地脚螺栓螺栓松动或管系

图1

图2

图3172

学术论坛

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质量管理

受力。工艺引起的剧烈振动等，都有可能会导致轴瓦损坏。

2.6 检修质量差

如轴瓦研磨和刮修不好，安装时轴瓦偏斜与轴颈配合不良，同时未将轴瓦固定好，会引起轴向移动和径向移动，使轴瓦受力不均引起单位摩擦面上的压力增大致使轴瓦温度升高而烧坏。

现场对轴瓦损坏的原因实际运行中进行了逐一排除，分别对五台循环水泵重新换油，安装找正，并对地脚螺栓使用液压扳手进行紧固，对泵底座进行打孔安装销钉固定后试运，泵还是出现偏磨现象。基本排除了以上原因。

经过多次的检修试运测量，5 台泵运行时泵体移动，泵的中心线与电机中心线发生了偏移，致使电机轴与前轴瓦间隙变小或紧贴，电机轴瓦油膜形成效果不好或无法形成，导致5 台电机运转时前轴瓦均出现磨损损坏。导致泵负荷运行时电机轴受力向一侧偏移的原因分析可能为：当5 台循环水泵在启动时，出口压力大于入口压力，且出口阀在泵启动时处于关闭状态，从而使泵在出入口压差作用下受到从出口侧向入口侧的受力，然而泵体自身强度和出入口管系的设计不能消除这种影响。导致五台泵的电机前轴瓦均向一侧偏磨。从对5 台泵在启动时打表监测数据可以看出，泵整体在启动和运行过程中确实出现了偏移。见图3。

分别在图中A、B、C、D、E、F 六点安装百分表进行测量和在线监测，监测数据见附件循环水泵监测数据表。五台循环水泵试运过程中上图六点均出现偏移量。

A 点中心线最大偏移量为0.73mm， B 点最大偏移量为0.97mm, C 点最大偏移量为1.05mm,D 点最大偏移量为1mm,E 点最大偏移量为0.09mm,F 点最大偏移量为0.11mm。当停泵后上图六点偏移量均出现了一定程度回弹。从检测结果分析显示，电机轴瓦磨损的原因为泵在运行过程中出现了弹性变形。发生弹性变形的原因是泵体刚度不足。当泵运行时在泵入口产生26t 的水平推力。推力作用导致刚度不足的泵体发生弹性变形。

3 处理办法

3.1 对泵及底座进行固定

紧固所有地脚螺栓并用液压扳手确认紧固力矩足够。并在泵底座上打孔用销钉固定，防止泵底座受力移动。

3.2 在水泵出入口加设固定支撑

在泵负荷试运前对泵驱动端和非驱动端以及泵底座和基础进行百分表测量，根据多次泵负荷试运行时泵的偏移量，在重新安装时在热态找正，适当的给予合适的预偏移量，尽量保证泵体偏移后泵中心线能与电机中心线尽量一致。考虑到运行时泵移动量随着泵出口流量（出口阀开度）和泵出口压力影响会出现变化，运行时尽量使泵出口阀保持一定开度，用回流来控制流量。从五台泵调整后运行一段时间的情况来看，以上的处理方法能保证了泵的正常运行，但是难以保证五台循环水泵的长周期运行。

经讨论采用上表方案处理。经过加固后，泵径向水平偏移比较：联端加固前0.6~0.7mm，加固后0.10mm ；非联端加固前1.10~1.2mm，加固后0.2mm。偏移量控制取得很好的效果。

3.3 加设润滑油站考虑到设备当时运行室外温度20℃左右。电机前轴瓦温度近70℃。轴温受外界环境温度影响也较大。当夏天室外温度升高后电机轴瓦温度极有可能会超温，所以电机轴瓦增设油站进行强制润滑降低轴瓦温度。

4 结语

综上所述。通过验证排除、加强监测等手段，深入地、全面地分析循环水冷水泵轴瓦磨损产生的原因。采取了在泵出入口设加固支撑、增设强制润滑油站等方案措施。经实际运行验证。循环水冷水泵能够安全地、长周期地运行。