多级离心泵平衡盘磨损严重是什么原因？

多级离心泵是在国内外优秀泵型之基础上结合用户的使用要求及消防有关标准，并根据JB/TQ6435-92标准设计制造的新一代高效节能产品。多级离心泵中有很多是靠平衡盘装置来平衡轴向力的衡盘装置具有自动平衡轴向力的优点,但是也具有容易磨损的特点。如果平衡盘装置出现问题将会导致泵出现效率下降、振动、超电流、出力不足等问题,严重的将会导致泵不能运行。由于很多维修人员对平衡盘装置不是很了解就导致很多此类问题的泵出现反复维修,这不但增加了维修成本,严重的还将导致设备停产,因此了解平衡盘装置的工作原理、知道平衡盘装置的常见故障和解决方法是很有必要的。

一、多级离心泵平衡盘工作原理

多级离心泵平衡盘装置的构造由平衡盘、平衡座和调整套(有的平衡盘和调整套为一体)组成。

多级离心泵平衡盘固定在轴上和轴一起转动，它和泵壳间有径向间隙b和轴向间隙bo。由末级叶轮来的压力为P的液体，流经径向间隙b后，压力降低到P'，流经轴向间隙b。后压力降低到Po，流出的液体通过回流管流回泵第一级入口。因此Po接近泵入口压力。由于平衡盘两侧有压力差P' - Po,就有一个向后的力作用在平衡盘上，这个力就是平衡力，它的方向与叶轮上的轴向力刚好相反。

当叶轮上的轴向力大于平衡盘上的平衡力时，整个叶轮组受到向前的力的作用而向前移动，使bo变小，液体的泄漏爪也减少,p'增加，P'-Po也增加，使平衡力增加，推动平衡盘和叶轮组后移。当间隙增大到一定贵时，平衡力和轴向力相等。但由于叶轮组运动的惯性，还会继续后移，间隙还会增大，从而使P'降低，这时平衡力又小于轴向力，叶轮组又向前移动。如此运动不停，因此叶轮组还是在平衡位置上前后脉动达到自动平衡的。如果泵的工作点改变，叶轮组就移动到另一个平衡位置作轴向脉动。

径向间隙b是起节流作用的。如果不设径向间隙b，那么当轴向力变化时，虽然轴向间隙bo会随着变化，但不管变多大，作用于平衡盘上的压力P’永远等干末级叶轮出口压力P，作用在平衡盘上的压力差也就不变，自动平衡就建立不起来。

采用平衡盘装置，能把轴向力全部平衡。为了保证平衡盘能自动平衡，轴两端的支承轴承应能在一定范附内作轴向自山移动，任何一端都不应设止推轴承。由于轴向推力随工况的改变而改变,平衡力也就必须随之相应改变,即平衡盘两側压差乘以平衡盘的面积,应该随时等于轴向力。多级离心泵的轴向力平衡装置提高泵的使用寿命,具有结构合理、运行平稳、轴向力平衡、轴承使用寿命长、延长泵的工作时间等优点。

由于流向平衡盘的水压是末级叶轮的出水压力,如果轴向力F大于平衡力A,.转轴便向低压侧(左)窜,而平衡盘固定在转轴上,只有使轴向间隙b减小,流动阻力增大,平衡盘左侧压力便升高,作用在盘上的平衡力A也就增大,它把转轴又向高压(右)推,使间隙b再增大,这就是平衡盘自动平衡的作用原理。不过,由于转轴位移有慣性,右推的位置不会恢复至原来左推的位置,也不能及时在新的平衡位置马上停止,而是超过了原来的位置。这时,轴向间隙b过大,又造成了平衡力小于轴向力,于是转轴又会左移,且由于惯性左移又会过量,造成平衡力大于轴向力。如此往返窜梭,造成低频窜振,同时推力瓦在轴向力过大时造成推力瓦温度升高而烧毁,若轴向力继续增大,会造成平衡盘动、静部分在摩擦过程中接触面磨损,长时间后,会使动静盘咬死从而产生振动,严重时威胁水泵安全运转。

二、平衡盘的常见磨损原因分析及其解决方法

（1）平衡水管堵塞：

如果平衡水管堵塞，则p6也就将等于p4，也就是说平衡盘已经产生不了平衡力，已经失去了作用，这时泵的轴向力将使平衡盘严重摩擦，轻者使泵不能运行，严重点还会把电机烧毁，平衡水管堵塞是最好解决的故障，但是也是最常发生的，对于维修人员来说遇到平衡装置故障一定要首先检查平衡水管是否畅通,我公司就有过例子:由于维修人员没有检查到平衡水管堵塞,导致更换了3套平衡盘、平衡环,不但没有解决问题,还烧毁了2台电机。最后发现问题后换了一根平衡水管解决了问题。

（2）零件形状公差不合格：

由于平衡盘、平衡环的加工精度要求较高，一般不会出现什么问题，但是和平衡环装配的吐出段就经常有不合格的现象发生，现场发生过很多多级泵，一开泵就发现抱死，经检查平衡水管畅通、平衡盘、平衡环也都没有问题，最终原因是吐出段装平衡环的位置垂直度超差，这就导致平衡环于平衡盘间隙不均匀，导致平衡装置失效。如果检查出是吐出段的问题，最好还是更换。

（3）压力从平衡环后泄出：

由于平衡环和吐出段是靠螺钉连接的，如果拧紧的不均匀或者是上的不紧，就会引起压力从此处泄出，由于压力的外泄导致平衡力过小，从而引起平衡盘研磨，要检查压力是否从此处泄出要检查平衡环与吐出段结合处是否有高压水冲刷过的痕迹，如果有则要消除，可加用O型圈加强密封，另外一定要注意几个固定螺钉一定要均匀拧紧。

（4）平衡套和轴套磨损导致间隙b1过大：

从以往理论来说间隙b1大将更有利于推开平衡盘，只是此时泄露量增加，效率降低了，但是从实际泵运行来开b1要是大于0.6以后，平衡盘效果就不好，我认为这是因为在b1大于0.6以后泄漏量太大，这就导致平衡水管没有这么大的能力把这么多水引到吸入口，从而导致p6升高，由于p4与p6的压差减小，也就是平衡盘装置失效。所以要保证b1在0.3-0.5之间。

（5）用在频繁开启的场合：

由于平衡盘装置具有开启时有摩擦的特性，因此这种结构是不适合用在频繁开启的场合的。只能考虑改变平衡方式、更换其他型号泵或者改变系统的运行状况。

（6）紧急情况下修复平衡盘装置的方法

有时由于现场情况紧急需要修复已磨损的平衡盘、平衡环(配件从水泵厂家发需要时间很长),下面介绍一下修复的方法:可以在车床上把已磨损的两端面车平,车削量要尽量小,注意要尽量保证两端面于轴心线垂直,两端面光洁度最好在Ra32以内,加工完毕后测量加工后的轴向尺寸,并和原设计尺寸(原设计尺寸可向产品厂家查询)比较,用轴向总减小的尺寸加工一个平垫(平垫最好采用线切割加工以保证两端面的平衡度)装到平衡环的后面,这样就可以保证轴向尺寸又和原设计的一样,不会引起叶轮和导叶流道不对中的问题,这样处理可以使泵暂时运行,但是有了新的配件后还是要及时更换,因为这样做会增大平衡环后泄压的危险。

其实了解清楚泵的原理不但是维修人员应该做的,也是设备管理人员该做的,事故都是由小向大的方向发展的,设备管理人员要是了解泵的工作原理就可以在事故还没开始就发现,并及时的修理,避免真正事故的发生。比如多级泵的平衡盘装置,就可以通过平常测量泵的窜动量来检测有多少磨损,如果发现窜动量明显加大,这时不管泵有没有明显的故障,都应该停泵检查原因,以免造成真正的事故。及早发现问题,不但减少了维修量,也避免了很多不必要的损失

三、多级离心泵平衡盘日常维护

1、日常巡检要检查泵平衡管是否阻塞；

2、检查转子位移位置是否超标；

3、每半年检查平衡盘和平衡环磨损情况；

4、一年更换一套平衡盘总成。

四、中联泵业的自平衡多级泵产品

长沙中联泵业最新研究出来了一种能够预防平衡盘容易磨损的多级泵，那就是高效自平衡多级泵，自平衡多级泵是为满足用户需要，加速高压多级泵技术发展，采用国外同类产品的先进技术结合本公司多年设计经验，依据API610标准研发制造的高效高压多级离心泵产品；在行业内居于领先地位，具有高效区宽、性能范围广、汽蚀性能好、运转安全和平稳、噪音低、易损件少,安装维修方便等优点。

由于无平衡盘装置，即无平衡盘的园盘摩擦损失又无平衡回流损失，所以泵效率比同类别多级泵提高5-14%，同时彻底解决因平衡装置失效而导致平衡盘和平衡盘座的磨损或转子咬死等各种故障，大大延长泵的使用寿命。多年的运行证明，该产品性能达到国际同类产品的先进水平。是采用平衡盘或平衡鼓结构的级离心泵最好的更新换代产品。