CN201705714U - 一种减小推力轴承载荷的炉水泵电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种减小推力轴承载荷的炉水泵电机，包括电动机和炉水泵，炉水泵设于电动机的输出轴上，炉水泵包括蜗壳和叶轮，在叶轮后盖板一侧的电动机输出轴上设有密封环，与密封环对应的蜗壳上设置磨损环，密封环和磨损环之间形成环形间隙，在接近进水口的叶轮后盖板的圆周上均布设有4-8个平衡孔。在我国数个大型火力发电厂超超临界参数的国外进口的著名厂商生产的300-1000kW炉水循环泵上，使用本实用新型技术进行改造，改变了有的只能运行几十小时就发生故障的被动局面，为电力安全生产做出重要贡献。

Description

一种减小推力轴承载荷的炉水泵电机

技术领域

本实用新型属于大型汽轮发电机组锅炉炉水循环泵的驱动电机，具体涉及一种炉水泵电机。

背景技术

炉水泵电机特别是用于超临界或超超临界参数和特大型锅炉的炉水泵电机，其扬程高、转速高、PV值高，推力轴承1的载荷超过了其承载能力，推力轴承过早损坏，导致电机绕组烧毁等继发故障，迫使停机的严重事故，是此类炉水泵电机的主要故障形态。

为解决这一问题，单纯增大推力轴承外径尺寸，不能解决问题，因为增大外径，成速度V上升，抵偿了单位面积的压力P的减小，PV值几乎不变。因此应从结构设计上找出解决问题的途径，即在不改变推力轴承尺寸的条件下，如何减轻推力轴承的轴向负荷P。

发明内容

为了现有炉水泵电机存在的因推力轴承过早损坏，导致电机绕组烧毁等继发故障的问题，本实用新型提供一种减小推力轴承载荷的炉水泵电机。

具体结构改进技术方案如下：

一种减小推力轴承载荷的炉水泵电机，包括电动机9和炉水泵2，炉水泵设于电动机的输出轴上，炉水泵包括蜗壳和叶轮3。

从扬程、流量、转速所属的范围，炉水泵的叶轮一般为离心泵叶轮，在运行中产生的轴向力是推力轴承载荷的主要部份。轴向力F的方向是从叶轮中心指向进水口，即方向向上，离心泵轴向力产生的原因(见图2)

$F=P_1\frac{\mathrm{\π}}{4}{D_2}^2-P_1(\frac{\mathrm{\π}}{4}{D_2}^2-\frac{\mathrm{\π}}{4}{D_0}^2)-P_0\frac{\mathrm{\π}}{4}{D_0}^2$

$=\frac{\mathrm{\π}}{4}{D_0}^2(P_1-P_0)$

其物理意义：离心泵叶轮的轴向力是在进水口直径范围内经叶轮加压后的压力P₁与进口压力P₀之差作用在投影面积上的分布力对面积的积分，如图2所示，为了平衡轴向力，在叶轮3后盖板一侧的电动机输出轴上设有密封环4，与密封环4对应的蜗壳上设置磨损环5，密封环4和磨损环5之间形成环形间隙，在叶轮后盖板的圆周上均布设有4-8个平v衡孔7。

所述密封环4和磨损环5之间的间隙δ为0.8-1.2mm。

所述密封环4的外圆周上开设有螺旋密封槽8，螺旋角为14°-16°，螺旋槽为宽与高相等的矩形。

由于密封环密封间隙有很大的水阻，因此有了平衡孔以后，后盖板的投影面积内压力按联通器的原理，P₁可以趋近于P₀，即可完全平衡轴向力。但实际上，平衡孔的面积要为密封环面积的3-5倍才能平衡轴向力的80％，但炉水泵电机采用的导轴承是水润滑型轴承，按水润滑轴承的原理其双边间隙为0.0025-0.003D，是比较大的。按工程实践则密封环的间隙δ必须比导轴承间隙大2-3倍才是安全的，δ一般为1mm为最小值，对D₂＝300叶轮的，则平衡孔应为6个Φ25至6个Φ31之间。事实证明，如此大的平衡孔导致流态变坏，效率降低，对长期运行的炉水泵来说是不可接受的。本实用新型利用炉水泵本身结构上的特点，密封环可以有较大的轴向尺寸空间，因此可以利用这一结构特点，在叶轮密封环上设置螺旋密封槽(8)，取螺旋角为15°，宽与高相等的矩形螺旋槽，可取得密封能力系数提高100％左右，即相当于将迷宫环与磨损环的间隙减小一半所取得的密封效果，开螺旋密封槽以后，平衡的个数相同条件下，直径可减小

，即平衡孔直径可减小为17-21mm之间，对流态和效率的影响大为减小，而平衡轴向力的效果基本相同。

在我国数个大型火力发电厂超超临界参数的国外进口的著名厂商生产的300-1000kW炉水循环泵上，使用本实用新型技术进行改造，改变了有的只能运行几十小时就发生故障的被动局面，为电力安全生产做出重要贡献。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图，

图2为图中炉水泵结构放大图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。

实施例：

参见图1，一种减小推力轴承载荷的炉水泵电机包括电动机9和炉水泵2，炉水泵安装于电动机的输出轴上，炉水泵包括蜗壳和叶轮3。在叶轮3后盖板一侧的电动机输出轴上设有密封环4，与密封环4对应的蜗壳上设置磨损环5，密封环4和磨损环5之间形成环形间隙6，密封环4和磨损环5之间的间隙δ为1.0mm，密封环4的外圆周上开设有螺旋密封槽8，螺旋角为15°，螺旋槽为宽与高相等的矩形。在接近进水口的叶轮后盖板的圆周上均布设有6个平衡孔7。

Claims (3)

1.一种减小推力轴承载荷的炉水泵电机，包括电动机(9)和炉水泵(2)，炉水泵包括蜗壳和装于电动机输出轴上的叶轮(3)，其特征在于：在叶轮(3)后盖板一侧的电动机输出轴上设有密封环(4)，与密封环(4)对应的蜗壳上设置磨损环(5)，密封环(4)和磨损环(5)之间形成环形间隙，在接近进水口的叶轮后盖板的圆周上均布设有4-8个平衡孔(7)。

2.根据权利要求1所述的一种减小推力轴承载荷的炉水泵电机，其特征在于：所述密封环(4)和磨损环(5)之间的间隙δ为0.8-1.2mm。

3.根据权利要求1所述的一种减小推力轴承载荷的炉水泵电机，其特征在于：所述密封环(4)的外圆周上开设有螺旋密封槽(8)，螺旋角为14°-16°，螺旋槽为宽与高相等的矩形。

Images