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一種中小型超高壓鍋爐給水泵
高壓鍋爐給水泵技術領域：
本實用新型屬于鍋爐給水泵技術領域，更具體地說是一種臥式、多級、單殼體、高溫、超高壓鍋爐給水泵的結構改進。
高壓鍋爐給水泵背景技術：
鍋爐給水泵是熱力發電系統的重要輔機設備之一，其作用是將除氧器水箱內具有一定溫度的除氧水輸送到鍋爐或高壓加熱器。隨著生物質能發電、煤氣發電、鋼鐵余熱、工業余能余熱回收利用等采用循環經濟、資源綜合利用發電技術的成熟，越來越多的中小型鍋爐在電廠得到推廣應用。現有中小型鍋爐容量有75、110、130、150、180、200、220、250、280T/h等等。為了提高機組熱效率及節能，新型鍋爐壓力由傳統的中高壓設計為超高壓甚至亞臨界。要求配套的鍋爐給水泵出口工作壓力為17~20MPa或更高。為了滿足給水泵的超高壓要求，泵設計為臥式、多級結構。葉輪通常串聯安裝于泵軸，相應的導葉和中段布置于葉輪外部。中段之間主要采用金屬面密封，同時設有輔助O型密封圈，然后由穿杠、穿杠螺母等壓緊，防止高壓水泄漏。由于O型密封圈的結構特性，必須預留壓緊量，傳統裝配工藝的中段金屬面之間不會一次壓緊，預留微小間隙，zui后由穿杠整體壓緊。超高壓給水泵的級數一般≥10級，中段金屬面之間的預留微小間隙將形成累積誤差，泵級數越多，誤差越大，影響葉輪與導葉之間的對中間隙測量及準確判斷。
另外，為了充分利用熱力發電系統的熱能，部分給水泵采用汽輪機驅動。由于汽輪機的運轉特性，需要在沖動轉子前或停機后低速盤車。汽輪機低速盤車帶動給水泵低速旋轉。對于新建發電機組由于汽水管道中難免殘留微小硬質顆粒，微小顆粒在通過泵內動靜配合、水封間隙時，由于水流沖刷壓力不夠，當顆粒尺寸與水封間隙相當時，就會造成泵轉子部件卡澀，嚴重影響給水泵的運行。
發明內容：
本實用新型就是針對上述給水泵的不足，改進給水泵的結構，提供一種新的裝配工藝結構，在裝配、檢修維護時，確保葉輪與導葉之間的對中，消除多級泵的累積誤差。局部改進動靜配合間隙，使微小顆粒能夠順利通過，盡可能避免轉子部件卡澀。
本實用新型采用技術方案：
1. 在中段的外側圓周方向增設固定塊，固定塊與中段為一體。固定塊的布置角度與穿杠互不干涉。在固定塊的中間位置鉆孔，用連接螺栓、連接螺母將前、后兩級中段鎖緊，保證中段金屬面一次性壓緊，取消O型密封圈的預留壓緊量，實現取消累積誤差。無論泵的級數多少，各級之間不再有預留微小間隙，實現各級葉輪與其導葉的對中。
2. 取消原設計于殼體密封環、導葉套密封面的棱形溝槽。在葉輪吸入側的與殼體密封環配合的密封面，增設深度為1mm、寬度為2mm的矩形槽。在葉輪后輪轂的與導葉套配合的密封面，也增設深度為1mm、寬度為2mm的矩形槽。矩形槽均勻布置于密封面。實現局部增大水封間隙，當硬質顆粒進入配合的密封面時，落入矩形槽，在葉輪旋轉時，借助離心力甩出，防止硬質顆粒夾入密封面，實現防止葉輪與殼體密封環、葉輪與導葉套卡澀。
3. 將原整體式平衡盤拆分為平衡軸套、平衡盤兩種零件。在平衡軸套的外徑表面，增設與葉輪的矩形槽一致的深度為1mm、寬度為2mm的矩形槽。實現局部增大平衡軸套與平衡套之間的水封間隙。在平衡軸套旋轉時，借助離心力甩出，防止硬質顆粒夾入密封面。
4. 將原安裝于末級葉輪后側的齒形墊改安裝在平衡軸套與平衡盤之間，齒形墊的厚度可根據實際的平衡盤與平衡套密封面之間的間隙調整。齒形墊還可以緩沖平衡軸套的軸向熱脹冷縮。
本發明的有益效果：
1. 各級葉輪獨立定位，無論泵的級數多少，各級之間不再有預留微小間隙，實現各級葉輪與其導葉的對中。有效避免傳統裝配、檢修維護過程中，因轉子部件的竄量不符合要求而返工、解體，提高工作效率。
2. 各級中段由固定塊的連接螺栓、連接螺母獨立壓緊，增強密封可靠性。避免原整體壓緊式穿杠因中段的機械加工誤差、材質硬度差異導致的局部壓緊不均勻，保證給水泵無論是在長期運行還是停機備用狀態不會因熱脹冷縮導致中段間的事故泄漏。
3. 無論給水泵處于低速盤車還是變頻調速或額定轉速運轉，有效避免轉子部件因微小硬質顆粒進入泵內部而造成卡澀的故障。將矩形槽設計于葉輪吸入側的與殼體密封環配合的密封面以及后輪轂的與導葉套配合的密封面，有利于機械加工裝夾、一次加工成型、有利于尺寸觀察、檢測。
4. 設計于平衡軸套的矩形槽防止微小硬質顆粒進入，有效避免卡澀、咬合故障。平衡軸套、平衡盤可以根據實際磨損情況，分別修復、更換，降低維護成本。
5. 可以根據實際裝配情況，靈活調整齒形墊的厚度，調整平衡盤與平衡套配合密封面之間的間隙，不影響其它零件的裝配。
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為吸入段，4為殼體密封環，5為葉輪，6為導葉，7為中段，8為固定塊，9為連接螺母，10為連接螺栓，11為O型密封圈，12為穿杠，13為導葉套，14為葉輪卡環，15為吐出段，16為平衡軸套，17為平衡套，18為齒形墊，19為平衡盤。
圖2 葉輪剖面圖，其中Ⅰ為其矩形槽的局部放大圖。
具體實施方式：
在中段7的外徑圓周方向均勻增設固定塊8，固定塊8的圓周方向布置角度與穿杠12不互相干涉。在固定塊8的中間位置鉆通孔，用于通過連接螺栓10、連接螺母9將前后兩中段壓緊，各級中段依次相互連接、壓緊。固定塊8的厚度、連接螺栓10的直徑由給水泵的設計壓力計算確定。
在葉輪5的吸入側與殼體密封環4相配合的密封面，增設深度為1mm、寬度為2mm的矩形槽。在葉輪5后輪轂的與導葉套13配合的密封面，也增設深度為1mm、寬度為2mm的矩形槽。全部矩形槽均勻布滿整個密封面。
將原整體式平衡盤拆分為平衡軸套16、平衡盤19。將原安裝于末級葉輪后側的齒形墊18改安裝于平衡軸套16和平衡盤19之間。在平衡軸套16的外徑表面，增設深度為1mm、寬度為2mm的矩形槽。矩形槽的尺寸、結構與設置于葉輪5的矩形槽一致。矩形槽均勻布滿整個外徑表面。
下面結合附圖說明本發明的一次動作過程：
給水泵裝配時，首先將葉輪卡環14固定于泵軸2，再將葉輪5穿入，與葉輪卡環14對齊。將導葉6裝入中段7，將O型密封圈11放入中段相應的溝槽。繼續穿入下一級葉輪，再將帶有O型密封圈的中段推入與前段中段相配合的止口。用連接螺栓10和連接螺母9將兩級中段壓緊，保證金屬密封面無間隙。逐漸裝配其余各級葉輪、導葉和中段等 。用穿杠12將吸入段3和吐出段15均勻壓緊，壓緊力傳遞至各級中段，用于提升密封壓緊的可靠性。將平衡軸套16緊貼末級葉輪，再裝入預留有加工余量的齒形墊18，然后裝入平衡盤19，測量計算平衡盤19與平衡套17的節流間隙，根據實測間隙車削、調整齒形墊18的厚度，完成裝配。
原動機通過泵聯軸器1，帶動由泵軸2、葉輪5、葉輪卡環14、平衡軸套16、齒形墊18、平衡盤19等組合形成的轉子部件旋轉，完成液體輸送。