本发明属于水泵,具体是指一种高温高压锅炉给水泵。
背景技术:
1、高温高压锅炉给水泵主要适用于30mw、60mw、100mw超临界火电、供热、自备热电、余热发电、燃气发电等。现有的高温高压锅炉给水泵轴承体支撑强度差,而且为滚动轴承,在大功率、高温、高压工况下无法满足长周期安全稳定运行;转子无轴向定位,当转子在高转速下带动流体工作时,产生的轴向推力全靠非驱动端背靠装设的滚动轴承承担,形成巨大的安全隐患和威胁,而且轴承十分不耐用;转子末端(末级叶轮尾部),为单平衡盘,体积小,泄压功能差,发挥不了平衡功能;壳体为砂模铸造件(包括叶轮、导叶异形零件),质量和使用寿命短,存在安全隐患;转子振动大,常与定子抱死,当输送高温流体时金属产生热澎胀后,转子与定子水平中心跑偏(俗称热胀冷缩),故障率频发;密封函体无隔离循环水冷却功能,当输送高温流体时金属极易传热,容易导致两端机械密封部件动、静环在高温环境下炸裂。同时两端轴承体在受到高温传热后会导致轴承温度飙升;转子首级叶轮均为单吸,在某些装置中汽蚀npsh受限或是负压,使泵进口流量不充分或无法吸入流量,从而引起泵汽化损坏,严重时泵腔汽化温度瞬间能达到800-1200℃,使泵整体报废。因此,急需一种新型高温高压锅炉给水泵解决上述难题。
技术实现思路
1、为解决上述现有难题,本发明提供了一种故障率低,轴承体支撑强度高,抗冲刷、耐腐蚀能力强的高温高压锅炉给水泵。
2、本发明采取的技术方案如下:本发明高温高压锅炉给水泵,包括外壳体、芯部、止推轴承部件、径向轴承部件和泵盖部件,所述芯部设于外壳体内,所述止推轴承部件和径向轴承部件对称设于外壳体两侧,所述泵盖部件固设于外壳体一端且设于止推轴承部件一侧,所述外壳体两端分别设有吸入端筒体部件和吐出端筒体部件,所述外壳体远离泵盖部件的一端固设有吸入侧密封函体部件,所述吸入侧密封函体部件与径向轴承部件固定连接,所述泵盖部件与止推轴承部件之间设有吐出侧密封函部件,所述芯部包括主轴、吸入函体、首级中段、中级中段、末级中段和转子部件,所述主轴贯通外壳体且与止推轴承部件、径向轴承部件连接,所述吸入函体设于外壳体内且设于主轴外侧,所述首级中段固设于吸入函体一侧且设于外壳体内,所述末级中段设于首级中段远离吸入函体的一侧,所述中级中段设有若干个,若干个所述中级中段设于首级中段与末级中段之间,所述转子部件设于主轴外侧且设于吸入函体、首级中段、中级中段、末级中段内。
3、进一步地,所述转子部件包括首级叶轮、次叶轮和末级叶轮,所述首级叶轮、次叶轮和末级叶轮固设于主轴外侧,所述首级叶轮设于吸入函体内,所述末级叶轮转动设于末级中段内,所述次叶轮设于首级叶轮、末级叶轮之间,所述次叶轮转动设于首级中段、中级中段内。
4、进一步地,所述转子部件一侧设有若干个普通导叶,若干个所述普通导叶套分别设于次叶轮、末级叶轮外侧,所述普通导叶与转子部件之间设有导叶密封环,所述普通导叶远离吸入函体的一侧设有末级导叶,所述末级导叶固设于末级中段远离中级中段的一侧。
5、进一步地,所述主轴两端对称设有动平衡圆盘和推力轴承盘,所述动平衡圆盘与径向轴承部件连接,所述推力轴承盘与止推轴承部件连接。
6、进一步地,所述主轴外侧固设有双平衡鼓,所述双平衡鼓设于末级叶轮远离次级叶轮的一侧且设于泵盖部件内,所述双平衡鼓与泵盖部件之间设有平衡套。
7、进一步地,所述吐出侧密封函部件与主轴之间、吸入侧密封函体部件与主轴之间均设有节流套,所述吐出侧密封函部件、吸入侧密封函体部件内均设有一端开口的水冷腔,所述水冷腔开口端设有水冷腔盖,所述吸入侧密封函体部件与吸入函体之间设有隔板。
8、进一步地,所述止推轴承部件包括非驱动侧轴承体、非驱动侧迷宫环、轴承体端盖、瓦力座、止推轴瓦、测力环、间隔环和扇形块,所述非驱动侧轴承体设于主轴外侧,所述非驱动侧迷宫环设于非驱动侧轴承体一端与主轴之间,所述轴承体端盖固设于非驱动侧轴承体远离非驱动侧迷宫环的一端,所述瓦力座套设于主轴外侧且设于轴承体端盖内,所述止推轴瓦套设于主轴外侧且设于非驱动侧轴承体内,所述测力环设于瓦力座靠近止推轴瓦的一侧,所述间隔环设于瓦力座与止推轴瓦之间,所述扇形块设于轴承体端盖与瓦力座之间。
9、进一步地,所述径向轴承部件包括驱动侧轴承体、驱动侧迷宫环、驱动侧轴承端盖和径向轴瓦,所述驱动侧轴承体套设于主轴外侧,所述驱动侧迷宫环设于驱动侧轴承体一端与主轴之间,所述驱动侧轴承端盖固设于驱动侧轴承体远离驱动侧迷宫环的一端,所述径向轴瓦套设于主轴外侧且设于驱动侧轴承体内。
10、进一步地,所述止推轴承部件、径向轴承部件设计成四油楔径向滑动轴承,采用稀油强制润滑,所述止推轴瓦与径向轴瓦均采用双作用调整型、多块米切尔推力轴瓦,将动平衡圆盘和推力轴承盘夹在两侧推力轴瓦中间,采用稀油强制润滑,从而达到转子轴向定位,并承受转子残余轴向力。
11、进一步地,所述非驱动侧轴承体、驱动侧轴承体采用zg25铸钢或马氏体不锈钢材料制成,轴承体支撑强度高,材质具体根据输送介质和工况环境而定,设置水冷隔离腔用循环水冷却轴承体,将轴承温度永远控制在65度以下。
12、所述主轴采用40crv合金、42crmo合金钢锻造,高温时效、低温时效和调质热处理等,所述普通导叶、末级导叶采用1cr13ni熔模精密铸造,3d制模打印,提高流体流速和抗冲刷、耐腐蚀能力。
13、所述外壳体采用20mnmo钢、ck22n钢锻造,所述芯部采用耐热不锈钢1cr13ni锻造,杜绝铸造缺陷和提高抗冲刷能力,设计成bb5形式双壳体抽芯式,所述外壳体为筒袋式独立结构。
14、采用上述结构本发明取得的有益效果如下:
15、1.转子末端设计成双平衡鼓,小鼓、大鼓设计成“√”形迷宫槽,以利于发挥泄压功能和平衡主要轴向力功能,体积根据首级叶轮吸入口的面积确定。
16、2.转子首级叶轮设计双吸结构(两侧吸入),增强进口吸入力和提高npshr抗汽蚀性能,次级、末级单侧吸入结构,每个叶轮分别静平衡,平衡精度为g6.3。
17、3.转子部件逐级热装在轴上,并整体原速动平衡(根据额定转速而定,如果是3000r/min即设定该转速下动平衡,如果是5000r/min就按5000转速下动平衡),精度g2.5,并将转子设计成防反转功能保护。
18、4.各级间动、静密封环采用抗咬合、耐腐蚀合金不锈钢,其中静密封环设计成迷宫环形槽,转子高速旋时水膜形成涡流,阻挡级与级之间的自身内泄漏。
19、5.两端密封函体设计成隔离腔循环水冷却,不使密封函体再向两侧轴承体继续传热,发挥保护机械密封和轴承温控功能。
20、6.泵两端轴承体分别设置x、y、z轴振在线监测,探头离轴1.2mm,当轴振动70um时高报警,100um时高高报警并自动联锁。
21、7.非驱动末端设置转子位移保护,探头离轴头1mm,当轴位移70um时高报警,100um时高高报警并自动联锁。
22、8.进口压力、出口压力、平衡水压力、密封冲洗水压力、轴承润滑油油压设置压力变送器报警和自动联锁。
23、9.泵腔输送流体介质温度、驱动端径向轴瓦与非驱动端径向轴瓦及推力轴瓦的进油、回油温度,设置温控报警与自动联锁。
24、10.保护系统均统一远传进入dcs系统自动联锁控制,并设置就地仪表监测,所有电器系统、仪器仪表根据环境区域要求设置,防爆或非防爆,防护等级ip55。
1.一种高温高压锅炉给水泵,其特征在于:包括外壳体、芯部、止推轴承部件、径向轴承部件和泵盖部件,所述芯部设于外壳体内,所述止推轴承部件和径向轴承部件对称设于外壳体两侧,所述泵盖部件固设于外壳体一端且设于止推轴承部件一侧,所述外壳体两端分别设有吸入端筒体部件和吐出端筒体部件,所述外壳体远离泵盖部件的一端固设有吸入侧密封函体部件,所述吸入侧密封函体部件与径向轴承部件固定连接,所述泵盖部件与止推轴承部件之间设有吐出侧密封函部件,所述芯部包括主轴、吸入函体、首级中段、中级中段、末级中段和转子部件,所述主轴贯通外壳体且与止推轴承部件、径向轴承部件连接,所述吸入函体设于外壳体内且设于主轴外侧,所述首级中段固设于吸入函体一侧且设于外壳体内,所述末级中段设于首级中段远离吸入函体的一侧,所述中级中段设有若干个,若干个所述中级中段设于首级中段与末级中段之间,所述转子部件设于主轴外侧且设于吸入函体、首级中段、中级中段、末级中段内。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压锅炉给水泵,其特征在于:所述转子部件包括首级叶轮、次叶轮和末级叶轮,所述首级叶轮、次叶轮和末级叶轮固设于主轴外侧,所述首级叶轮设于吸入函体内,所述末级叶轮转动设于末级中段内,所述次叶轮设于首级叶轮、末级叶轮之间,所述次叶轮转动设于首级中段、中级中段内。
3.根据权利要求2所述的一种高温高压锅炉给水泵,其特征在于:所述转子部件一侧设有若干个普通导叶,若干个所述普通导叶套分别设于次叶轮、末级叶轮外侧,所述普通导叶与转子部件之间设有导叶密封环,所述普通导叶远离吸入函体的一侧设有末级导叶,所述末级导叶固设于末级中段远离中级中段的一侧。
4.根据权利要求3所述的一种高温高压锅炉给水泵,其特征在于:所述主轴两端对称设有动平衡圆盘和推力轴承盘,所述动平衡圆盘与径向轴承部件连接,所述推力轴承盘与止推轴承部件连接。
5.根据权利要求4所述的一种高温高压锅炉给水泵,其特征在于:所述主轴外侧固设有双平衡鼓,所述双平衡鼓设于末级叶轮远离次级叶轮的一侧且设于泵盖部件内,所述双平衡鼓与泵盖部件之间设有平衡套。
6.根据权利要求5所述的一种高温高压锅炉给水泵,其特征在于:所述吐出侧密封函部件与主轴之间、吸入侧密封函体部件与主轴之间均设有节流套,所述吐出侧密封函部件、吸入侧密封函体部件内均设有一端开口的水冷腔,所述水冷腔开口端设有水冷腔盖,所述吸入侧密封函体部件与吸入函体之间设有隔板。
7.根据权利要求6所述的一种高温高压锅炉给水泵,其特征在于:所述止推轴承部件包括非驱动侧轴承体、非驱动侧迷宫环、轴承体端盖、瓦力座、止推轴瓦、测力环、间隔环和扇形块,所述非驱动侧轴承体设于主轴外侧,所述非驱动侧迷宫环设于非驱动侧轴承体一端与主轴之间,所述轴承体端盖固设于非驱动侧轴承体远离非驱动侧迷宫环的一端,所述瓦力座套设于主轴外侧且设于轴承体端盖内,所述止推轴瓦套设于主轴外侧且设于非驱动侧轴承体内,所述测力环设于瓦力座靠近止推轴瓦的一侧,所述间隔环设于瓦力座与止推轴瓦之间,所述扇形块设于轴承体端盖与瓦力座之间。
8.根据权利要求7所述的一种高温高压锅炉给水泵,其特征在于:所述径向轴承部件包括驱动侧轴承体、驱动侧迷宫环、驱动侧轴承端盖和径向轴瓦,所述驱动侧轴承体套设于主轴外侧,所述驱动侧迷宫环设于驱动侧轴承体一端与主轴之间,所述驱动侧轴承端盖固设于驱动侧轴承体远离驱动侧迷宫环的一端,所述径向轴瓦套设于主轴外侧且设于驱动侧轴承体内。
9.根据权利要求8所述的一种高温高压锅炉给水泵,其特征在于:所述止推轴承部件、径向轴承部件设计成四油楔径向滑动轴承,采用稀油强制润滑,所述止推轴瓦与径向轴瓦均采用双作用调整型、多块米切尔推力轴瓦,将动平衡圆盘和推力轴承盘夹在两侧推力轴瓦中间,采用稀油强制润滑,从而达到转子轴向定位,并承受转子残余轴向力。
10.根据权利要求9所述的一种高温高压锅炉给水泵,其特征在于:所述非驱动侧轴承体、驱动侧轴承体采用zg25铸钢或马氏体不锈钢材料制成,所述主轴采用40crv合金、42crmo合金钢锻造,所述外壳体采用20mnmo钢、ck22n钢锻造,所述芯部采用耐热不锈钢1cr13ni锻造,所述外壳体为筒袋式独立结构。
