32SA-19E水泵断轴原因分析与对策.docx

32SA
19E水泵断轴原因分析与对策
 
 
 
 
 
   
 
 
 
虎春生
摘 要：通过对水泵32SA-19E叶轮变化前后基本性能对比、实测数据分析、叶轮变化前后与泵，本文根据调查数据就水泵泵轴断裂的原因进行了分析，提出相应的解决措施。
1 情况简介
某泵站装备机组11台，泵型号为32SA-19E，单机额定流量5278m3/h（），，轴功率523kW，叶轮直径有750mm，转速730r/min，电动机额定功率600kW；6#在运行2200h，开停机14次，2013年5月30日断轴；10#水泵运行5319h，开停机36次，在2013年7月25日断轴；11#水泵叶轮（泵轴材质35CrMo钢）直径车削为745mm，运行功率降为646kW，运行5800h，开停机16次，到2013年8月19日断裂。
2 泵轴断裂原因分析
水泵性能对比分析
由于32SA-19叶轮尺寸已知，通过车削定律确定32SA-19E的流量Q，扬程H和轴功率N，然后检验它们性能是否在水泵工作性能曲线的高效范围内工作；按照下列公式[6]：
从表1可知：叶轮直径相差5mm，，，，可知相差比较小，而转数和效率都没有发生变化；两种直径下水泵性能相近，可以利用叶轮为750mm水泵理论性能曲线作判断；32SA-%～92%，32SA-19车削后效率均是90%，对应的流量、扬程和轴功率也在相应高效范围内，故水泵性能设计不合格的原因基本可以排除。
实测数据分析
从某泵站管理处调研获得水泵运行期间的观测记录数据以及厂家提供水泵性能数据，通过整理总结分析，获得水泵泵轴未断裂运行期间记录的具有代表性性的流量、扬程和轴功率等数据；如下表2。
从表2泵轴的实际观测值中可以发现，叶轮直径相同、转数一致的情况下，实测流量和扬程均在高效范围内，%～%，实测的轴功率在632～687kW范围内；相比之下，实测的效率比理论效率低10%左右，实测的轴功率超出理论轴功率100kW以上；结果表明：导致效率降低的原因是实测轴功率过大。
由于表2中可以观测到，水泵在运行过程中转速发生了变化，但变化不大，可以再利用水泵比例律公式[6]校核。
对于同一台泵，叶轮直径均为D1=D2=745mm，，转速发生改变，根据水泵相似律：当n=738r/min时，，；实际上n=738r/min中实测轴功率648kW，；以上结论均表明是水泵的实测轴功率过大；水泵在长期的超额运行下，泵轴自然就会断裂，这就是泵轴断裂的主要原因。
实测轴功率过大原因及危害
叶轮直径变大，叶壳间距变小
由于水泵生产厂家提供32SA-19水泵尺寸是已知，故32SA-19E叶轮大小是由32SA-19车削而来，车削前716mm，车削后叶轮直径为745mm和750mm；我们在调查中发现：叶轮发生了变化，水泵泵壳还是原来的尺寸，生产厂家没有对泵壳做出相应的改变。因此水泵叶轮变大使原来的协调性