一、潛水電泵的結(jié)構(gòu)型式潛水電泵是將泵與電機緊密結(jié)合成一體共同潛水運行的機組。通常根據(jù)泵與電機間相對位置的不同,可將潛水電泵分為上泵式和下泵式兩種主要結(jié)構(gòu)形式。
１、上泵式潛水電泵上泵式潛水電泵結(jié)構(gòu)泵在上面,電機在下面。這種結(jié)構(gòu)有利于減小泵的徑向尺寸,故多用于井用潛水電泵和小型作業(yè)面潛水電泵。在上泵式潛水電泵結(jié)構(gòu)中,通常采用濕式潛水電機。電機內(nèi)腔充滿清水、變壓器油或錠子油,其定子線圈用加強絕緣的耐油、耐水漆包線繞制。定轉(zhuǎn)子浸在液體中運轉(zhuǎn),電機外面又被水淹沒,冷卻條件好。濕式電機軸承可采用工程塑料軸承或滾動軸承。對軸伸端和軸承的密封采用骨架式油封或機械密封,密封僅起防泥沙和臟水的作用,結(jié)構(gòu)簡單。濕式潛水電泵較*地解決了電磁部分和軸承部分的密封問題,推廣應(yīng)用較早。但濕式電機定轉(zhuǎn)子間隙中水摩擦損失較大,與轉(zhuǎn)子外徑的５次方成正比。所以通常做成細長型,以降低摩擦損失,提高電機效率。
２、下吸式潛水電泵泵位于電機下面的稱為下泵式潛水電泵,通常它又可以分為內(nèi)裝式和外裝式兩種。內(nèi)裝下泵式潛水電泵所輸送的液體首先通過包圍電機的環(huán)形流道,使之冷卻電機后再流出泵壓出口。這種泵即使在接近排干吸水池的情況下,也不必擔心電機升溫,故應(yīng)用范圍正在日益擴大。外裝下泵式潛水電泵則直接從葉輪后的壓水室或?qū)~體出口處排出液體,電機也被抽送的液體冷卻。由于下泵式結(jié)構(gòu)可以在較淺的液體中也能工作,故常用于作業(yè)面潛水電泵,尤其它是大口徑潛水電泵的主要結(jié)構(gòu)型式。對于下泵式潛水電泵而言,因為它可以采用工藝上能夠大批量生產(chǎn)的普通干式三相異步電機,在密封上反將電機機殼配合面用“Ｏ”型橡膠密封圈封閉,輸出軸從下端伸出。在軸伸部位裝有在封液中旋轉(zhuǎn)的機械密封裝置,一般為一至三道單端面或雙端面機械密封,以嚴格防止被輸送液體沿軸進入電機內(nèi)腔。而在早期還曾采用一種氣墊密封結(jié)構(gòu),在電機下端有一個氣封室,它靠幾個孔道與外界相通,泵潛入吸液池后,氣封室內(nèi)的空氣在外界液體壓力的作用下形成氣墊,從而阻止液體進入電機內(nèi)腔。下泵式潛水電泵的機械密封位于出口水流高壓區(qū),揚程越高,此處水壓力越高,所以機械密封的性能受到揚程的控制。
二、潛水電泵的密封和保護技術(shù)潛水電泵的發(fā)展基本上取決于密封技術(shù)的研究成果。而潛水電泵的密封問題一直是廣大用戶所關(guān)心的焦點,總覺得潛在水中工作不安全、不放心,由于大部分采用干式電機,萬一漏水怎么辦?因此,如果潛水電泵能夠如常規(guī)電機那樣安全、可靠,那么推廣應(yīng)用是沒有什么問題的。潛水電泵密封通常分為電氣密封和軸承密封兩部分。在濕式潛水電機上,這兩部分密封解決得比較成功,國內(nèi)有許多潛水泵廠就以生產(chǎn)單一的濕式潛水電機配套泵段的,如安慶電機廠、泰州潛水電泵廠等。濕式潛水電機的電氣密封和軸承密封各自獨立,如軸承密封失靈,只引起水潤滑軸承的潤滑水進砂、油脂或稀油潤滑的滾動軸承進水,后果是加速磨損和銹蝕,只要電機不短路照?？梢赃\轉(zhuǎn)。所以,只要用戶按維修保養(yǎng)規(guī)程及時更換易損件和潤滑油,就能保證濕式潛水電泵*運轉(zhuǎn)。對于使用干式電機的潛水電泵,軸上的機械密封除了密封電機下軸承(油室)外,還承擔密封電機內(nèi)腔,以嚴格防止被輸送液體進入電機內(nèi)部。目前,機械密封的材料和結(jié)構(gòu)已有了很大的發(fā)展,一般在電機與不利部件之間裝有一至三道單端面或雙端面機械密封。通常上層是石墨/碳化鎢,下層是碳化鎢/碳化鎢。另外,密封材料除碳化鎢以外,也可采用碳化硅、氧化鋁或其它硬質(zhì)合金副等。另外,對潛水電泵可附設(shè)多層保護裝置,例如在定子繞組中內(nèi)裝熱過載保護器,以防止電機過載而發(fā)熱。在接線腔內(nèi)設(shè)置漏水檢測探頭,當電纜線斷裂或其它原因漏水時,探頭發(fā)出信號,控制系統(tǒng)對泵實施保護。在干式電機的下軸承處設(shè)有滲漏集水槽,槽內(nèi)裝有漏水檢測器———浮子開關(guān),如果滲漏到槽內(nèi)的液體達到一定量時便自動報警。在機械密封端的油室內(nèi)還設(shè)有電極保護,當水滲漏到油室內(nèi)時電極發(fā)出信號,由控制系統(tǒng)顯示。此時,管理人員及時保養(yǎng),對機械密封進行檢查和更換,把集水槽和油室內(nèi)液體倒出,并對油室再加入新的機械油,然后將螺栓擰緊即可。整個保養(yǎng)過程簡單、方便,水泵即刻又可投入工作。潛水電泵的密封除了采取上述措施以外,仍在進一步地研究怎樣才能提高它的密封可靠性和安全性。例如大功率的干式電機另設(shè)有由外界向電機內(nèi)腔的自動補氣裝置,使電機內(nèi)部處于正壓狀態(tài),平衡或大于機構(gòu)密封外界的水壓力,以達到加強止漏的效果。還有對水泵段的機械密封采取減壓措施,例如開設(shè)減壓孔或增加甩水器,以降低此處的水壓力和防砂。還有在水泵的葉輪后面增設(shè)副葉輪,以減輕機械密封處的壓力和保護軸封。而機械密封的選擇也應(yīng)注意要結(jié)構(gòu)合理,密封性能好,安裝工藝簡單、方便。總之,潛水電泵密封技術(shù)問題解決得好,潛水電泵才會有更加廣闊的市場。
當水泵安裝完畢,發(fā)現(xiàn)水泵振動及噪音大,此時應(yīng)作以下檢查,及排除.一般當離心水泵發(fā)生震動超標而無其他明顯缺陷時，應(yīng)按以下順序查找原因，消除缺陷。
1．地基緊固。
當缺陷發(fā)生時，首先應(yīng)檢查原動機與水泵的地腳螺栓是否緊固牢靠。如地基不穩(wěn)，勢必造成水泵震動，當排除其他原因而仍不能解決問題時，還要考慮地腳基礎(chǔ)強度是否夠用，有時由于設(shè)計原因，基礎(chǔ)偏軟也能引起震動。如：在一電廠檢修時，其凝結(jié)泵試泵時震動超標，達0.20mm，后經(jīng)在電機支架上加固筋板，震動減小到0.05mm。
2、找中心。
中心不正也是引起震動的常見原因，必須嚴格按照標準將中心調(diào)整在規(guī)定范圍之內(nèi)。如：盤山電廠的為600MW機組配套的內(nèi)冷水泵，大修后震動超標，后經(jīng)中心調(diào)整恢復(fù)正常。但在找中心時要注意電機和水泵的調(diào)整墊片不要過多。
3．軸承檢查。
如果是采用滑動軸承的水泵，經(jīng)以上工作仍不能消除震動，則應(yīng)檢查軸瓦的接觸情況，正常的軸瓦，下瓦應(yīng)有均勻的接觸痕跡，主要分布在中下部，接觸面積應(yīng)達75%以上，上瓦應(yīng)留有間隙，一般取軸徑的0.1—0.15%。上瓦壓蓋對上瓦應(yīng)有+0.02—_0.02mm的緊力。如不能達到要求，一般采取在瓦口加減減墊片，和刮削軸瓦的方法解決。如果是采取滾動軸承的水泵，則應(yīng)測量軸承壓蓋對軸承外套的緊力情況，一般要留有0.20mm左右的膨脹間隙，以備在轉(zhuǎn)子受熱狀態(tài)下膨脹時，不致軸承軸向受力。如：我廠給水泵和氫冷泵等水泵，都用這種方法消除過震動。
4、轉(zhuǎn)子中心位置調(diào)整。
水泵轉(zhuǎn)子應(yīng)保證與靜子同心。否則在水泵運行時會產(chǎn)生動靜摩擦，產(chǎn)生震動。水泵轉(zhuǎn)子中心位置的調(diào)整，一般可以通過水泵軸承徑向位置的調(diào)整來實現(xiàn)。對于采用軸瓦支持的水泵的中心調(diào)整，應(yīng)將水泵兩側(cè)的軸瓦同時抬高，以達到要求。一般抬高量取密封環(huán)間隙的一半，兩側(cè)亦然。對于水平中開式水泵，如有必要可將水泵上蓋打開，直接測量密封環(huán)處的間隙，在調(diào)整合格后，將軸承支座與泵體之間打孔配置銷釘，然后再組裝，以達到調(diào)整的目的。
5、軸彎曲、轉(zhuǎn)子小裝后晃度、瓢偏的測量調(diào)整。
如果在外部查找不到震動的原因，只能將水泵解體。先測量、校正軸彎曲，沒有問題后將轉(zhuǎn)子小裝，測量整體的晃度、瓢偏，如果超標必須校正。2005年8月曾對一泥廠一臺DG85—80型給水泵進行大修，修前水泵震動嚴重超標，不能正常使用。解體小裝后發(fā)現(xiàn)晃度達0.35mm，經(jīng)測量分析認為，是水泵的10級葉輪軸向端面不平行所致。后將每一級葉輪的端面經(jīng)手工反復(fù)研磨后晃度達標。組裝后震動也相繼消除。
6、動靜平衡檢測。
在水泵解體后，為了避免開泵時震動，還應(yīng)將每一級葉輪作靜平衡試驗，有條件的還應(yīng)作動平衡試驗，尤其是大型多級水泵動平衡試驗尤顯重要。
7、外部條件對水泵的影響。
當水泵本身可能有的問題全部排除后，如仍不能解決震動的問題時，還要考慮外部條件對水泵的影響。如：水泵基礎(chǔ)固有頻率與振動頻率相仿而造成的共振、原動機故障引起的水泵震動、管道與水泵的連接采用了強力對口等原因也能引起水泵的異常震動。一般采取相應(yīng)的措施都能解決問題。
