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一種獨立式平衡管的高溫高壓給水泵
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于多級離心泵技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說是一種臥式多級高溫高壓給水泵的平衡管結(jié)構(gòu)改進。
背景技術(shù)：
鍋爐給水泵是火力(熱力)發(fā)電廠的重要輔機設(shè)備，傳統(tǒng)80T/h~450T/h等級的鍋爐給水泵主要采用臥式單殼體多級離心泵。葉輪依次安裝于泵軸，所產(chǎn)生的主要軸向推力由平衡盤或平衡鼓組合平衡，殘余軸向推力由推力軸承承受。安裝于出水段的尾蓋設(shè)置有平衡管法蘭，將高壓水連接至低壓區(qū)，實現(xiàn)平衡工作。由于泵送介質(zhì)為接近飽和狀態(tài)的除氧水，為了防止汽蝕，平衡管通常連接至除氧器或垂直位置較高的泵入口母管，不允許將平衡管直接連接至泵入口。此種布置的平衡管長度通常為15m~20m，為了方便停機檢修拆卸，在尾蓋的平衡管法蘭與除氧器或泵入口母管之間必須設(shè)置截止閥。經(jīng)分析，傳統(tǒng)方法存在一些不足：
1. 泵送介質(zhì)為高溫除氧水，當(dāng)長期使用的截止閥失效時，易產(chǎn)生潛在事故點；15m~20m長的平衡管在安裝時必須設(shè)置管路支撐，增加了施工的工作量。
2. 當(dāng)多臺泵并聯(lián)運行時，由于入口壓力的波動，很難準(zhǔn)確的依靠監(jiān)測平衡管壓力變化來判斷平衡盤或平衡鼓是否磨損。將高壓水由低處的平衡管法蘭連接至高處的低壓區(qū)，增加了管路損耗，浪費能源。
實用新型內(nèi)容：
本實用新型就是針對上述傳統(tǒng)方法的不足，提出一種新的平衡管連接方法，獨立于傳統(tǒng)的除氧器或入口母管，使其真正附屬于泵本體，由泵廠在交貨時整體連接完整，不需要現(xiàn)場二次連接。
本實用新型采用技術(shù)方案：
1. 將平衡管連接至首級中段。在首級中段上開設(shè)管孔和連接法蘭，保證平衡管與首級葉輪出口連通，實現(xiàn)平衡第2級葉輪至末級葉輪產(chǎn)生的軸向推力。在首級葉輪的后蓋板增設(shè)背葉片，單獨平衡首級葉輪的部分軸向推力。殘余軸向推力仍然由推力軸承承受。
2. 為了防止平衡室壓力升高導(dǎo)致的泄漏，在尾蓋與出水段的連接密封面增設(shè)高強度石墨墊片，采用高強度石墨墊片+O型密封圈雙重密封，增強可靠性。
3. 出水段的密封面堆焊硬質(zhì)合金，在平衡套與出水段的密封面增設(shè)高強度石墨墊片，采用高強度石墨墊片+O型密封圈雙重密封，有效防止高溫高速水流的沖刷。
本發(fā)明的有益效果：
1. 大幅度縮短平衡管的長度，從尾蓋的平衡管法蘭至首級中段，平衡管zui大長度一般不超過2.0m。不需要截止閥，節(jié)約了安裝施工和投資成本，減少了潛在事故泄漏點。
2. 平衡管成為泵的附屬獨立部件，方便整泵的安裝、檢修和拆卸。
3. 當(dāng)多臺泵并聯(lián)運行時，平衡管彼此獨立，互不干涉，監(jiān)測平衡管的壓力變化更準(zhǔn)確，有利于技術(shù)分析。
4. 結(jié)構(gòu)改進，采用高強度石墨墊片+O型密封圈雙重密封，提高密封效果，延長使用壽命。
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為進水段，4為首級葉輪，5為首級導(dǎo)葉，6為首級中段，7為首級中段的平衡管法蘭，8為第2級葉輪，9為平衡管，10為末級葉輪，11為末級導(dǎo)葉，12為出水段，13為平衡套，14平衡盤的高強度石墨墊片，15為平衡盤，16為尾蓋的高強度石墨墊片，17為O型密封圈，18為尾蓋，19為尾蓋的平衡管法蘭，20為推力軸承。
具體實施方式：
由于泵送介質(zhì)為接近飽和狀態(tài)的除氧水，不允許將平衡管直接連接至泵入口或進水段3。經(jīng)分析計算，將平衡管9連接至首級葉輪4出口位置的首級中段6。在首級中段6的合適位置開設(shè)管孔和平衡管法蘭7，此處的除氧水壓力經(jīng)首級葉輪的提升，具有足夠的安全余量防止汽蝕。平衡管9的一端仍然由尾蓋18的平衡管法蘭19引出，另一端連接至首級中段的平衡管法蘭7。為了防止熱脹冷縮，在平衡管9的中間位置有意設(shè)計圓形緩沖管。首級中段6的平衡管法蘭7的除氧水壓力相當(dāng)于第2級葉輪8的入口壓力，此時泵的的平衡裝置相當(dāng)于平衡第2級至末級葉輪的軸向推力。為了平衡首級葉輪4的軸向推力，在其后蓋板增設(shè)背葉片，單獨平衡首級葉輪的部分軸向推力。殘余軸向推力仍然由推力軸承20承受。
由于平衡室內(nèi)的壓力增加了首級葉輪的出口壓力(揚程)，為了確保密封可靠，在尾蓋18與出水段12之間的配合密封面增設(shè)高強度石墨墊片16，原來的O型密封圈17繼續(xù)采用，實現(xiàn)高強度石墨墊片+O型密封圈雙重密封。高強度石墨墊片16為圓環(huán)形，緊密布置在密封面，預(yù)留螺栓穿孔。
在出水段12與平衡套13的配合密封面堆焊硬質(zhì)合金，增加高強度石墨墊片14，有效防止高溫高速水流的沖刷。原平衡套的O型密封圈繼續(xù)采用。
下面結(jié)合附圖說明本發(fā)明的一次動作過程：
原動機將動力由泵聯(lián)軸器1輸入，經(jīng)泵軸2帶動首級葉輪4、第2級葉輪8以及末級葉輪10等組成轉(zhuǎn)子部件旋轉(zhuǎn)。除氧水經(jīng)進水段3進入，經(jīng)過首級葉輪4、首級導(dǎo)葉5、第2級葉輪至末級葉輪10、末級導(dǎo)葉11，再進入出水段12，完成揚程提升。平衡室內(nèi)的壓力由平衡管9連接至首級中段6，實現(xiàn)平衡室內(nèi)的壓力始終與第2級葉輪8的入口壓力相等，完成平衡循環(huán)工作。殘余軸向推力由推力軸承20承受。