引言
水泵机组的安装必须要对其运行调试工作，所以首先要对水泵进场开箱检查、混凝土基础的交接检查验收和水泵的安装固定工做作进行检测，然后对水泵机组进行试运转前的检查；水泵机组的试运转，希望对水泵的安装和调试工作有所启发。
1结构设计
1.1电动机
配套电动机为高压异步电动机，箱式结构，卧式安装，冷却方式为全封闭水–空冷却，双滑动轴承支撑，滑动轴承强制润滑，冷却器在电动机上部。电动机由定子、转子、机座、端盖、轴承等组成。在电动机运行时，电动机定子磁场将会对转子施加轴向力，使转子趋向电动机磁力中心线，并逐步、自动稳定在磁力中心线位置。
1.2泵主要部件
1.2.1叶轮
叶轮是泵的核心做功部件，为11级叶轮，同侧布置，提供较高水头。叶轮按顺序装在轴上，通过定位键、轴肩和平衡盘依次进行轴向固定。
1.2.2平衡盘
为了平衡轴向力，设置平衡盘装置。残余轴向力及流体扰动产生的轴向力由设置在非驱动端的推力轴承承受。平衡机构由平衡盘和平衡套组成。平衡盘装在末级叶轮之后的泵轴上，随转子一起旋转；平衡套则通过螺栓固定在泵盖上。高压液体通过平衡盘与平衡套之间形成的节流通道进入平衡室泄压，平衡室与泵的吸入口相通。平衡盘就是利用平衡盘两侧液体的压差产生的轴向推力来抵消转子的轴向力。
1.2.3泵轴
泵轴为泵的核心零件，整体锻造而成，采用滑装方式与叶轮、轴套等零件配合，通过键传递转矩。轴上镀铬，以提高泵轴的硬度并防止咬合。
1.2.4轴承部件
泵转子由位于筒体外部两端的两个径向轴承支撑，在非驱动端径向轴承外侧设置一个双向推力轴承，承受水力平衡装置没有完全吸收的残余轴向力。在泵工作时，产生的轴向力主要由平衡盘来承受，残余轴向力则由非驱动端的推力轴承来承受。
2故障现象描述
2.1主控监测数据
启动给水泵试车过程中，小流量阀门一直为全开状态，正常情况下泵的电流、流量、出口压力、轴瓦温度等参数应保持稳定不变。调阅主控监测信号，发现当设备启动后运行参数存在异常，数据现象如下：（1）15点13分起车后，推力轴承内侧轴瓦温度一直处于不稳定状态，波动较大，运行6min后推力轴承内侧轴瓦的温度突然升高，接近180℃。（2）15点13分起车后，电流一直维持在75A左右，运行5min后电流有上下较大波动，电动机额定电流为78.1A，工厂内试时电流值仅为42.6～48.3A。
2.2厂内解体检查
该水泵芯包运回厂内解体检查发现异物，部分部件出现咬死情况，具体如下：（1）在泵的进口吸入段发现2个约50mm×50mm、厚度为2mm的大块塑料异物；（2）在其他各级导叶中，发现有被打碎的细小塑料异物；（3）前3级的叶轮均已与密封环咬死，咬死的位置都是叶轮前侧密封环；（4）平衡盘和平衡套沿泵轴方向咬死。
2.3其他情况
泵的对中要求是：在测量联轴器端面之间的距离之前，应先保证电动机的转子处于磁力中心线位置。磁力中心线的轴向位置为轴伸肩与轴承外盖端面相距（38±1）mm处。现场实际按42mm对中，相差4mm。
3故障产生原因分析
水泵多个部件磨损的根本原因进一步分析如下：（1）从推力轴承内侧轴瓦、平衡盘磨损情况看，轴系确定受到额外的轴向力作用，造成动静部件轴向磨损。（2）从机械密封节流套与轴套摩擦烧毁、叶轮与密封环烧结情况看，轴系运转同轴度超差，造成动静部件径向磨损。（3）从平衡盘沿泵轴向上堵塞的烧结物、叶轮与密封环上的烧结物以及泵进口段大块异物、其他叶轮入口处小块异物看，可推断是异物进入泵体，受到运动部件挤压成硬块，又和脱落金属碎末混合成硬结痂，增大转动部件旋转阻力，导致电流一直维持在高位。（4）从泵解体检查时在平衡盘套筒位置发现的的黑色挤压硬块看，可进一步推测，在泵启动以后，管路的异物从泵入口管进入泵体内，大块塑料异物被高速转动的叶轮持续击打，掉落的小颗粒塑料随水流进行泵体内。大部分塑料颗粒物随高速水流从泵出口排出，但在一些流速较慢的区域，如叶轮密封环泄漏缝隙、平衡盘泄漏管路等部位都是塑料颗粒聚集区。聚集在叶轮密封环、平衡盘泄漏口的略大一些的颗粒，就会随着转子旋转被挤压进狭窄通道里。塑料颗粒不断被挤压，硬度增大，体积也增大，同时也会裹挟一部分金属碎屑，硬度持续增大，导致叶轮与密封环摩擦愈发严重，对转子与静止部件造成磨损，摩擦阻力增大，耗电量维持在高位。（5）叶轮密封环与叶轮咬在一起，首级叶轮密封环被带动旋转，吸入段和叶轮密封环平面磨损严重，首级叶轮平面已磨下3mm左右，分析转子受到了一个指向驱动端方向的轴向载荷。（6）大颗粒塑料进入平衡盘入口并被挤压进轴向环形通道，随着颗粒物被挤成片状硬物，逐步堵塞平衡泄流通道，泄流量减少，平衡盘平衡调节能力下降，叶轮盖板上指向驱动端的轴向力逐步增大，平衡盘无法进行有效平衡，导致转子持续向驱动端移动。推力轴承内侧开始出现摩擦，平衡盘与平衡套开始出现摩擦，叶轮与吸入段开始出现摩擦，并越来越严重，最终导致推力轴承内侧瓦块磨损1.5～2.1mm深，推力盘磨损0.5mm深，进而造成平衡盘和平衡套沿轴向咬死（手工盘车，纹丝不动）。（7）由于进入平衡盘轴向间隙的颗粒物、挤压物并不是均匀存在的，导致轴的转动同心度超差，转子连带机械密封轴套发生不规则跳动，并和机械密封节流套发生摩擦，导致机械密封上的碳化物发热冒烟。轴的不规则跳动再加上受热变形，导致泵轴变形，同轴度变差，最大达到0.6mm。
4消缺与验证
通过对受损的叶轮、轴、平衡盘、平衡套、轴瓦等零件进行更换，未进行任何技术调整，即完成启动给水泵修复工作。电站现场对给水系统管路进行异物清理和冲洗，对小流量阀门进行解体检查并更换滤网，所述工作完成后，重新调试启动给水泵。泵组连续运行96min，运行状态良好，未出现异常现象，各参数合格，本次启动给水泵调试顺利完成。通过试验验证，证明前期的分析和推测是合理的，确定了异物进入泵体是导致启动给水泵故障的根本原因，完成了故障排除，保证了设备的正常运行。
结束语
通过水泵调试现场运行状况、水泵拆解情况、主控监测数据以及水泵结构设计分析和合理推论，排除了电动机磁力偏差产生的轴向力影响，最终确定了异物进入是导致推力轴承等多个水泵部件摩擦烧毁的原因，消除了缺陷后水泵运行一切正常。因此，全过程、全方位做好防异物管理，做好质量管控，对保障水泵可靠运行至关重要。
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