顶轴油泵损坏原因分析及对策OK

顶轴油泵损坏原因分析及对策

侯开秀

（国电宣威发电有限责任公司，云南宣威655401）

【摘要】：该文简要论述了国电宣威发电有限责任公司现有300MW 机组主机顶轴油泵国产化改造后设备存在问题及原因分析，并提出了相应的解决对策。对全国同类机组相同问题有一定借鉴作用。

【关键词】：顶轴油泵；国产化；改造后；存在问题；对策。

一、设备概况：

1、设备原始设计顶轴油泵配置情况：

国电宣威发电有限责任公司现有6台东方汽轮机厂生产的N300－16.7/537/537-6(8)型、亚临界、中间一次再热、高中压合缸、双缸双排汽、凝汽式汽轮机。五期每台机组的顶轴油系统配置2台美国VICKEPS（威格士）公司生产的PVH98QIC型轴向变量柱塞泵，理论排量98.3cm3/r（0.0983 L/ r），输出流量（额定转速）145L/min，最高压力25Mpa，额定压力16Mpa，额定转速1480 r/ min；六期、七期每台机组的顶轴油系统配置德国REXROTH（力士乐）公司生产的A10VSO100/31R-PPA12NN00轴向变量柱塞泵，理论排量100cm3/r （0.100 L/ r），输出流量（额定转速）148L/min，最高压力25Mpa，额定压力16Mpa，额定转速1480 r/ min。入口滤网过滤精度25µm，出口滤网过滤精度10µm，反冲洗滤网过滤精度45µm。两台顶轴油泵

一运一备。

该泵设计制造精良，运行环境要求高，运行噪声小，对运行人员的运行水平要求高，要求精心监视，当发现声音、参数（压力、电流）异常时应立即切换或停止顶轴油泵运行，滤网差压超标时应及时通知检修清洗虑网。由于该泵为斜盘式轴向变量柱塞泵，泵体结构特殊，装配精密，除了轴承更换外，现场无法对其进行其它检修修复工作（2001～2002年，检修多次对＃7机顶轴油泵不打压的情况进行解体检修，但都未取得成功）。为此每次当泵磨损后，均是采取整泵更换的方式进行修复。而这样的检修不但检修成本高，更重要的是该泵为进口设备，订货周期长（大约3～8个月），无法保证设备安全运行的需要。自2003年开始，我们对此泵进行了国产化改造。

2、国产化改造情况：

国产化改造时，本着结构简单、维修方便的原则，我们决定选用高压齿轮泵，在国内众多的生产厂家中最终选择了长江液压件厂生产的YZ-245A型高压齿轮泵，理论排量0.128 L/ r，输出流量（额定转速）190L/min，额定压力16Mpa，额定转速1480 r/ min。当时订货5套高压齿轮泵，分别安装在＃7、9机组原顶轴油泵站位置。

改造时，考虑到在润滑油泵停运状态下，检修时可启动顶轴油泵运行来达到盘动转子的需要，将原设计于6.3米层的顶轴油泵站改在0米层，顶轴油泵进油除原来的从冷油器后取油，增加一路从主油箱取油管路。其余原用原设计顶轴油泵站设备。

二、设备异常情况：

国产化改造后的顶轴油泵运行良好。直到2007年下半年，国产化改造后的顶轴油泵运行中逐步达到磨损周期，多次发生顶轴油泵损坏情况。公司及时向长江液压件有限责任公司订购3套高压齿轮泵做备品。

新的齿轮泵的技术参数如下：型号CBG3140－121L；理论排量：140.3ml/r（额定输出流量207L/min，）；额定压力：16Mpa，最高压力：20Mpa ；额定转速：1480r/min ；容积效率：≥90%。电机（型号：YB250M-4B35 ）。

设备到货后，及时组织了更换，设备更换后投运后，出现了一系列的问题，顶轴油泵接连发生损坏事故。

事故现象：运行中顶轴油泵声音异常、振动大、轴封处大量漏油、运行中跳泵。

设备损坏情况：经对设备进行解体检查发现，设备损坏情况大体有三种情况：一是当及时发现声音异常时解体检查，两个侧板开始磨损，更换侧板后即可恢复设备运行；二是若未及时发现声音异常，待到振动加剧、油封漏油时，解体检查，多数是侧板损坏严重，泵轴联轴器处轴颈损坏，机械密封损坏；三是当运行中发生顶轴油泵跳闸后解体检修，多数情况是侧板损坏严重，泵轴联轴器处轴颈断裂损坏，机械密封损坏，齿轮亦伴有轻重不同的损坏情况。

三、设备损坏原因分析：

1、该泵与电机的连接方式为：通过泵与电机之间的一个泵支架及法兰连接；泵轴与对轮采用公差等级为Ф35H8/f7的基孔制动配合。因此，动力传递完全是通过泵轴对轮段一个公差等级10h9的平键传递的，没有任何缓冲零件。由此可见，这样的设计，十分容易造成泵轴的损坏。到目前为止已有2台泵主轴发生断裂，1台泵主轴联轴器处轴颈异常磨损达到2.8mm，3台泵主轴对轮键曹处异常损坏。统计数据充分说明了泵轴设计存在的问题。

2、＃7、10机组顶轴油泵进行国产化改造为高压齿轮泵后，泵站沿用原进口柱塞泵的泵站，进、出口滤网、反冲洗滤网及管路与泵结构十分紧凑。但是，这也造成管路刚性太大，对泵的运行存在潜在的威胁，当运行油温发生变化时，不可避免的要发生管路膨胀，由于管路布置的不对称性，将改变泵组的中心状况，引起泵组的异常运行。由于泵体质量相对马达太小，导致泵体轴向推力及振动的增加，最终导致侧板（推力盘）的异常磨损，机械密封和泵轴的异常损坏。

3、柱塞泵与齿轮泵对工质的要求是完全不同的，柱塞泵要求透平油颗粒度≤25µm，齿轮泵要求透平油颗粒度在80～100µm之间就可以了。而我公司将原柱塞泵进行国产化改造为齿轮泵后，入口滤网及反冲洗滤网仍为原滤网。对原滤网，因过滤精度高，要求经常对滤网进行清洗，一旦滤网污脏，将导致入口油压不足，导致油泵异常运行，引起轴向推力及温度异常变化，导致推力盘及泵体损坏。

4、该顶轴油泵为长江液压件厂生产的齿轮泵，型号：

CBG3140-121L，价格低廉，材质无法与进口泵相比，而安装使用注意事项、使用寿命、检修周期等，厂家均没有任何说明，也没有任何使用维护说明书及装配图，没有合格证，没有装配图。这在一定程度上影响了该泵的正常运行维护工作，是导致该泵不能保证顶轴油系统正常运行的技术原因。

5、从客观上看，顶轴油泵位于机组0米地面，控制方式采用就地控制方式，公司为减人增效之需，每台机组只设置1名主值、1名副值和2台机组共设置1名巡操。这样的设置，对0米设备的运行管理就靠每小时1次的巡回检查来发现设备的异常运行情况。当设备运行异常时，1个小时的时间，恐怕再好的设备也无法支撑了。

6、此型号抬轴油泵的易损件为两端轴向推力面，当推力面磨损后，加大了轴向推力间隙，轴向撞击力使机械密封动环破损，容易导致漏油。

四、防止类似异常情况发生的对策：

针对上述异常原因分析，建议采取如下对策

1、联系厂家针对发现的问题，对该泵进行相应的技术专项改造，主要是对轮连接方式的改进。将现有平键连接改为具有较高的吸振、降噪性能，并且具有较大的轴向、角向、径向位移偏移补尚能力的联轴器（如齿轮齿套联轴器、弹性联轴器等），以改善联轴器的运行性能。