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一種中小型超高壓鍋爐給水泵
高壓鍋爐給水泵技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于鍋爐給水泵技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是一種臥式、多級、單殼體、高溫、超高壓鍋爐給水泵的結(jié)構(gòu)改進。
高壓鍋爐給水泵背景技術(shù)：
鍋爐給水泵是熱力發(fā)電系統(tǒng)的重要輔機設(shè)備之一，其作用是將除氧器水箱內(nèi)具有一定溫度的除氧水輸送到鍋爐或高壓加熱器。隨著生物質(zhì)能發(fā)電、煤氣發(fā)電、鋼鐵余熱、工業(yè)余能余熱回收利用等采用循環(huán)經(jīng)濟、資源綜合利用發(fā)電技術(shù)的成熟，越來越多的中小型鍋爐在電廠得到推廣應(yīng)用?，F(xiàn)有中小型鍋爐容量有75、110、130、150、180、200、220、250、280T/h等等。為了提高機組熱效率及節(jié)能，新型鍋爐壓力由傳統(tǒng)的中高壓設(shè)計為超高壓甚至亞臨界。要求配套的鍋爐給水泵出口工作壓力為17~20MPa或更高。為了滿足給水泵的超高壓要求，泵設(shè)計為臥式、多級結(jié)構(gòu)。葉輪通常串聯(lián)安裝于泵軸，相應(yīng)的導葉和中段布置于葉輪外部。中段之間主要采用金屬面密封，同時設(shè)有輔助O型密封圈，然后由穿杠、穿杠螺母等壓緊，防止高壓水泄漏。由于O型密封圈的結(jié)構(gòu)特性，必須預留壓緊量，傳統(tǒng)裝配工藝的中段金屬面之間不會一次壓緊，預留微小間隙，zui后由穿杠整體壓緊。超高壓給水泵的級數(shù)一般≥10級，中段金屬面之間的預留微小間隙將形成累積誤差，泵級數(shù)越多，誤差越大，影響葉輪與導葉之間的對中間隙測量及準確判斷。
另外，為了充分利用熱力發(fā)電系統(tǒng)的熱能，部分給水泵采用汽輪機驅(qū)動。由于汽輪機的運轉(zhuǎn)特性，需要在沖動轉(zhuǎn)子前或停機后低速盤車。汽輪機低速盤車帶動給水泵低速旋轉(zhuǎn)。對于新建發(fā)電機組由于汽水管道中難免殘留微小硬質(zhì)顆粒，微小顆粒在通過泵內(nèi)動靜配合、水封間隙時，由于水流沖刷壓力不夠，當顆粒尺寸與水封間隙相當時，就會造成泵轉(zhuǎn)子部件卡澀，嚴重影響給水泵的運行。
發(fā)明內(nèi)容：
本實用新型就是針對上述給水泵的不足，改進給水泵的結(jié)構(gòu)，提供一種新的裝配工藝結(jié)構(gòu)，在裝配、檢修維護時，確保葉輪與導葉之間的對中，消除多級泵的累積誤差。局部改進動靜配合間隙，使微小顆粒能夠順利通過，盡可能避免轉(zhuǎn)子部件卡澀。
本實用新型采用技術(shù)方案：
1. 在中段的外側(cè)圓周方向增設(shè)固定塊，固定塊與中段為一體。固定塊的布置角度與穿杠互不干涉。在固定塊的中間位置鉆孔，用連接螺栓、連接螺母將前、后兩級中段鎖緊，保證中段金屬面一次性壓緊，取消O型密封圈的預留壓緊量，實現(xiàn)取消累積誤差。無論泵的級數(shù)多少，各級之間不再有預留微小間隙，實現(xiàn)各級葉輪與其導葉的對中。
2. 取消原設(shè)計于殼體密封環(huán)、導葉套密封面的棱形溝槽。在葉輪吸入側(cè)的與殼體密封環(huán)配合的密封面，增設(shè)深度為1mm、寬度為2mm的矩形槽。在葉輪后輪轂的與導葉套配合的密封面，也增設(shè)深度為1mm、寬度為2mm的矩形槽。矩形槽均勻布置于密封面。實現(xiàn)局部增大水封間隙，當硬質(zhì)顆粒進入配合的密封面時，落入矩形槽，在葉輪旋轉(zhuǎn)時，借助離心力甩出，防止硬質(zhì)顆粒夾入密封面，實現(xiàn)防止葉輪與殼體密封環(huán)、葉輪與導葉套卡澀。
3. 將原整體式平衡盤拆分為平衡軸套、平衡盤兩種零件。在平衡軸套的外徑表面，增設(shè)與葉輪的矩形槽一致的深度為1mm、寬度為2mm的矩形槽。實現(xiàn)局部增大平衡軸套與平衡套之間的水封間隙。在平衡軸套旋轉(zhuǎn)時，借助離心力甩出，防止硬質(zhì)顆粒夾入密封面。
4. 將原安裝于末級葉輪后側(cè)的齒形墊改安裝在平衡軸套與平衡盤之間，齒形墊的厚度可根據(jù)實際的平衡盤與平衡套密封面之間的間隙調(diào)整。齒形墊還可以緩沖平衡軸套的軸向熱脹冷縮。
本發(fā)明的有益效果：
1. 各級葉輪獨立定位，無論泵的級數(shù)多少，各級之間不再有預留微小間隙，實現(xiàn)各級葉輪與其導葉的對中。有效避免傳統(tǒng)裝配、檢修維護過程中，因轉(zhuǎn)子部件的竄量不符合要求而返工、解體，提高工作效率。
2. 各級中段由固定塊的連接螺栓、連接螺母獨立壓緊，增強密封可靠性。避免原整體壓緊式穿杠因中段的機械加工誤差、材質(zhì)硬度差異導致的局部壓緊不均勻，保證給水泵無論是在長期運行還是停機備用狀態(tài)不會因熱脹冷縮導致中段間的事故泄漏。
3. 無論給水泵處于低速盤車還是變頻調(diào)速或額定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，有效避免轉(zhuǎn)子部件因微小硬質(zhì)顆粒進入泵內(nèi)部而造成卡澀的故障。將矩形槽設(shè)計于葉輪吸入側(cè)的與殼體密封環(huán)配合的密封面以及后輪轂的與導葉套配合的密封面，有利于機械加工裝夾、一次加工成型、有利于尺寸觀察、檢測。
4. 設(shè)計于平衡軸套的矩形槽防止微小硬質(zhì)顆粒進入，有效避免卡澀、咬合故障。平衡軸套、平衡盤可以根據(jù)實際磨損情況，分別修復、更換，降低維護成本。
5. 可以根據(jù)實際裝配情況，靈活調(diào)整齒形墊的厚度，調(diào)整平衡盤與平衡套配合密封面之間的間隙，不影響其它零件的裝配。
附圖說明：
圖1 本實用新型的剖面圖
其中，1為泵聯(lián)軸器，2為泵軸，3為吸入段，4為殼體密封環(huán)，5為葉輪，6為導葉，7為中段，8為固定塊，9為連接螺母，10為連接螺栓，11為O型密封圈，12為穿杠，13為導葉套，14為葉輪卡環(huán)，15為吐出段，16為平衡軸套，17為平衡套，18為齒形墊，19為平衡盤。
圖2 葉輪剖面圖，其中Ⅰ為其矩形槽的局部放大圖。
具體實施方式：
在中段7的外徑圓周方向均勻增設(shè)固定塊8，固定塊8的圓周方向布置角度與穿杠12不互相干涉。在固定塊8的中間位置鉆通孔，用于通過連接螺栓10、連接螺母9將前后兩中段壓緊，各級中段依次相互連接、壓緊。固定塊8的厚度、連接螺栓10的直徑由給水泵的設(shè)計壓力計算確定。
在葉輪5的吸入側(cè)與殼體密封環(huán)4相配合的密封面，增設(shè)深度為1mm、寬度為2mm的矩形槽。在葉輪5后輪轂的與導葉套13配合的密封面，也增設(shè)深度為1mm、寬度為2mm的矩形槽。全部矩形槽均勻布滿整個密封面。
將原整體式平衡盤拆分為平衡軸套16、平衡盤19。將原安裝于末級葉輪后側(cè)的齒形墊18改安裝于平衡軸套16和平衡盤19之間。在平衡軸套16的外徑表面，增設(shè)深度為1mm、寬度為2mm的矩形槽。矩形槽的尺寸、結(jié)構(gòu)與設(shè)置于葉輪5的矩形槽一致。矩形槽均勻布滿整個外徑表面。
下面結(jié)合附圖說明本發(fā)明的一次動作過程：
給水泵裝配時，首先將葉輪卡環(huán)14固定于泵軸2，再將葉輪5穿入，與葉輪卡環(huán)14對齊。將導葉6裝入中段7，將O型密封圈11放入中段相應(yīng)的溝槽。繼續(xù)穿入下一級葉輪，再將帶有O型密封圈的中段推入與前段中段相配合的止口。用連接螺栓10和連接螺母9將兩級中段壓緊，保證金屬密封面無間隙。逐漸裝配其余各級葉輪、導葉和中段等 。用穿杠12將吸入段3和吐出段15均勻壓緊，壓緊力傳遞至各級中段，用于提升密封壓緊的可靠性。將平衡軸套16緊貼末級葉輪，再裝入預留有加工余量的齒形墊18，然后裝入平衡盤19，測量計算平衡盤19與平衡套17的節(jié)流間隙，根據(jù)實測間隙車削、調(diào)整齒形墊18的厚度，完成裝配。
原動機通過泵聯(lián)軸器1，帶動由泵軸2、葉輪5、葉輪卡環(huán)14、平衡軸套16、齒形墊18、平衡盤19等組合形成的轉(zhuǎn)子部件旋轉(zhuǎn)，完成液體輸送。