1概述
锅炉车间是我厂公用工程单位，现有中压
电站锅炉4台， 高压DG给水泵7台， 低压DG
给水泵2台， 担负着向生产车间提供除氧水、
提供蒸汽的任务。其工况的好坏将直接影响锅
炉安全稳定和其它装置的平稳运行。记得2006
年11月至2008年2月之间，在实际运行中，
DG泵多次出现了故障，造成电机抱轴，泵不上量，
震动加剧等现象， 严重影响了锅炉安全稳定运
行、增加了检修费用及锅炉开停费用。经检修
研究分析发现，主要原因为运行中平衡装置的
损坏，其主要表现为：
(1)转子向进水侧串动，导致泵叶轮出口
与导叶入口对中性被破坏，泵振动增大，性能
下降。
(2)叶轮口环与导叶口环相摩擦，间隙增
大，各级间的泄漏量增大，使电机电流增大，
泵效率下降，出力降低。
(3)平衡装置磨损超过联轴器间隙时，将
对电机产生巨大推力损坏电机轴承。
(4)平衡装置损坏严重时，泵体内叶轮与
导叶密封环及泵体相磨擦，电机电流剧烈摆动，
此时必须紧急停泵， 否则泵将被严重损坏。
2轴向力产生的原因、大小
图表1多级给水泵平衡装置图
水泵工作时，叶轮出口压力P2，入口压力P1，
压差A P=P2一PI>0，方向指向进口。则叶轮两侧
相当于入口面积A S=IT(Dw2一Dh2)／4上存在压差
△ P，产生了轴向推力AF。△ F=△ P×a SXK
(1)实际上， 叶轮旋转，压力分布愈靠近轮沿
愈高， 故应乘上修正系数K(K=0．6一O．8)， 我
单位DG泵，是沈阳石电水泵厂生产的DG150—
100×7多级锅炉给水泵， 级数7级， 每一级
压增0．9MPa， 出口压力P2=0．9X7=6．3MPa，
62 Machine China中国机械
分析了轴向力产生的原因、大小及平衡机理并提出了解
Dh=0．08m，Dw=0．14m，P1可近似为0， 把以上
数据带入式(1)计算，AF=6320N，对于七级泵，
轴向推力AF=6320×7— 44000N。可见，DG泵
工作时轴向推力是非常大的， 必须采取一定措
施。
3轴向力平衡机理
由末级叶轮流出的6．3MPa的高压水经平衡
套、后段平衡板问的间隙流出并进入水室A，A
室处于高压，A室后有平衡管与水泵入口相通，
处于低压状态。另外，水泵工作时平衡板、平
衡盘密封面之间有0．1～ 0．2mm的平衡盘间隙
(水膜厚度)，A室高压水由此泄掉，这样平衡
盘前后压差产生的力与泵的轴向推力互相抵消。
实际中，泵的工作是一个动态过程，泵轴前后
微小移动， 平衡力的变化主要通过平衡板、平
衡盘密封面0．1～ 0．2mm的平衡盘间隙变化导
致的泄漏量改变而改变，并自动维持平衡性，
是动态的调整过程。泵的设计，为了利用轴向
力的定位作用，我们并不把平衡能力余量设计
得太大，一般D=I．05Dw为宜，平衡能力余量为
5％ 。
4平衡装置损坏的原因及解决方法
通常，平衡装置都能较好的发挥作用，但
实际上，我单位DG泵平衡装置损坏较频繁，本
人多次检修了多台DG泵，分析故障有以下三点：
4．1对叶轮与导叶的对中心重视不够
前面讲到，轴向推力AF与AP成正比， 当
叶轮与导叶对中心不好时，叶轮出口流体受阻
并产生涡流， 引起P2增大，A P也增大。DG泵
各级尺寸是严格定位的，首级叶轮与导叶对中
心不好时，余下各级叶轮与导叶对中心也不好，
引起轴向推力累积增大，将引起3、4密封面间
隙减小直至干摩擦， 随着磨损量增大， 叶轮与
导叶对中心愈来愈差，恶性循环直至泵内动静
部分相碰或推坏电机轴承而被迫检修。为此，
历次泵的检修我们都重视叶轮与导叶找中心，
要求采用二次测量法。
4．2平衡盘与平衡板瓢偏过大
有时，转子位置正确，但3或4有较大瓢偏，
平衡室A建立不了足够压力而无法平衡轴向力，
同样可引起平衡装置的损坏。2006年5月，我
单位4#泵内有异声，泵体震动， 电机电流剧烈
摆动，被迫检修。泵解体发现平衡盘与平衡板
张口达0．65mm，大大超过了0．1～ 0．2mm的平
衡盘问隙，A室建立不了压力而无法平衡轴向力，
且接触处磨损变蓝，更换平衡板后，测平衡板
瓢偏0．03mm，平衡盘与平衡板张口0．09mm，泵
开启后一切正常。
4．3要掌握好平衡装置的使用周期及磨损情
况
平衡装置磨损量超过联轴器间隙时，将对
电机产生巨大推力损坏电机轴承。我车间O5年
11月，l#低压水泵电机突然抱轴，经过仔细观
察发现爆轴后电机对轮与泵的对轮紧靠在一起，
泵转子串了，而且很大，判断平衡盘磨损，对
该泵平衡盘处解体一看，平衡座与平衡盘磨损
严重，造成轴向串量过大与电机轴顶在一起，
造成电机爆轴的主要原因。
针对以上故障原因，拟采取的防治措施是：
①开停泵及日常维护
DG泵启动瞬间，A室建立不了压力， 泵内
叶轮密封环与导叶密封环无水膜，该水膜可视
为减震良好的水力轴承，此时引起平衡盘与平
衡板的干磨擦， 故要求DG泵开停不宜过频。DG
泵轴是挠性轴，故应建立严格的盘车制度， 以
防止自然弯曲变为永久弯曲。
② 适当增大平衡能力
从检修工艺考虑， 检修偏差应尽量避免，
但难以完全消除，基于此，在2007年4月，我
们尝试在7#泵检修时把D由150改为155， 增
大平衡能力6．7％，3年多了，泵运行良好，未
改前，仅半年泵平衡装置就损坏了。改后泵平
衡装置使用周期是改前6倍计算，每年一台泵
节约备件费用2万元，9台泵一年节约备件费用
18万元，若考虑锅炉的长周期运行节约的开停
工费用及对其它生产装置生产的影响，则效益
更可观。
③ 要及时掌握好了解平衡装置的使用周期
及磨损情况，注意轴向串量的变化。基于此未
发生过类似事故。
5结语
正确的检修及日常
