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一種獨立式平衡管的高溫高壓給水泵
高溫高壓給水泵技術領域：
本實用新型屬于多級離心泵技術領域，更具體地說是一種臥式多級高溫高壓給水泵的平衡管結構改進。
背景技術：
鍋爐給水泵是火力(熱力)發電廠的重要輔機設備，傳統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置有平衡管法蘭，將高壓水連接至低壓區，實現平衡工作。由于泵送介質為接近飽和狀態的除氧水，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置截止閥。經分析，傳統方法存在一些不足：
1. 泵送介質為高溫除氧水，當長期使用的截止閥失效時，易產生潛在事故點；15m~20m長的平衡管在安裝時必須設置管路支撐，增加了施工的工作量。
2. 當多臺泵并聯運行時，由于入口壓力的波動，很難準確的依靠監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，增加了管路損耗，浪費能源。
實用新型內容：
本實用新型就是針對上述傳統方法的不足，提出一種新的平衡管連接方法，獨立于傳統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，不需要現場二次連接。
本實用新型采用技術方案：
1. 將平衡管連接至首級中段。在首級中段上開設管孔和連接法蘭，保證平衡管與首級葉輪出口連通，實現平衡第2級葉輪至末級葉輪產生的軸向推力。在首級葉輪的后蓋板增設背葉片，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致的泄漏，在尾蓋與出水段的連接密封面增設高強度石墨墊片，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合金，在平衡套與出水段的密封面增設高強度石墨墊片，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. 當多臺泵并聯運行時，平衡管彼此獨立，互不干涉，監測平衡管的壓力變化更準確，有利于技術分析。
4. 結構改進，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為泵聯軸器，2為泵軸，3為進水段，4為首級葉輪，5為首級導葉，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：
由于泵送介質為接近飽和狀態的除氧水，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的合適位置開設管孔和平衡管法蘭7，此處的除氧水壓力經首級葉輪的提升，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的除氧水壓力相當于第2級葉輪8的入口壓力，此時泵的的平衡裝置相當于平衡第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高強度石墨墊片16，原來的O型密封圈17繼續采用，實現高強度石墨墊片+O型密封圈雙重密封。高強度石墨墊片16為圓環形，緊密布置在密封面，預留螺栓穿孔。
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型密封圈繼續采用。
下面結合附圖說明本發明的一次動作過程：
原動機將動力由泵聯軸器1輸入，經泵軸2帶動首級葉輪4、第2級葉輪8以及末級葉輪10等組成轉子部件旋轉。除氧水經進水段3進入，經過首級葉輪4、首級導葉5、第2級葉輪至末級葉輪10、末級導葉11，再進入出水段12，完成揚程提升。平衡室內的壓力由平衡管9連接至首級中段6，實現平衡室內的壓力始終與第2級葉輪8的入口壓力相等，完成平衡循環工作。殘余軸向推力由推力軸承20承受。