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燃气轮机辅助联轴器故障的分析和处理           ★★★
燃气轮机辅助联轴器故障的分析和处理
作者:佚名 文章来源:网上收集 点击数: 更新时间:2009-4-3 20:54:15

      停机检查时发现辅助联轴器已部分损坏,该机组从投入运行至发现辅助联轴器故障时已累计运行6 500 h,点火启动次数为570次。本文叙述了该燃机辅助联轴器在运行中发生故障的现象及其诊断过程,分析了其故障发生的原因,并提出了解决问题的关键技术措施。1故障的初步检查判断

  2001年3月份该燃气轮机1号轴承振动水平为3 mm/s(在此之前1号轴承振动基本上也在3 mm/s左右),4月份1号轴承振动逐渐增大到4 mm/s,而到了5月份,1号轴承振动逐渐增大到了6 mm/s,且在过临界时,有时振动达到10 mm/s,其振动有逐渐发展增大的趋势。

  鉴于1号轴承振动逐渐增大的情况,通过用HY103振动测量仪对其进行了测量比较,发现测量值与实际振动值基本相符,可以排除振动探头本身不准的因素。同时,检查发现1号轴承的润滑油回油温度为75℃左右,属正常状态,从而也可以判断1号轴承本身没有什么问题。通过进一步的观测分析,发现辅助联轴器燃机侧测速齿轮处表面温度约为93℃,比另一台燃机相同部位处的温度大了约30℃左右,而且该燃机辅助联轴器处罩壳的油污较多。综合以上情况分析后认为辅助联轴器齿轮腔内漏油的可能性较大,决定对辅助联轴器进行解体检查。2辅助联轴器解体分析

  辅助联轴器主要由浮动的空心轴、端盖、带有法兰的内齿套、带测速齿轮的外齿套、油杯等组成。在两端法兰的凹槽内和内齿套与外齿套之间都装有“O”型橡胶圈,外齿套和空心轴之间用花键连接。机组启动时,由启动马达拖动的辅助联轴器带动燃机加速,在机组正常运行时由燃机带动辅助联轴器拖动燃机的辅助设备运行。

  在辅助联轴器解体后,发现联轴器燃机侧油腔中已经没有了齿轮油,而是大量金属碎屑;内齿套(带测速齿轮部件)上的“O”型圈(件5)有被扭曲挤压痕迹;而内外齿套中的啮合齿均已磨损,最严重的齿厚磨损达1.5 mm左右,磨损齿面为燃机正常运行时由燃机带动辅助齿轮箱的工作面;联轴器内套油杯的6只螺丝已经全部受剪切断裂(件6),断口处多数为为螺纹与光杆交接处,油杯也已脱落;油杯处的“O”型圈(件1)有磨蚀现象;将已损坏的外齿套取下后,发现轴上的花键磨损严重,里面有大量的红色金属屑,且花键的磨损情况不均匀;联轴器燃机侧外表面有生锈现象,内齿套与燃机主轴的联接螺栓有发青发亮现象,表明曾产生高温;联轴器内齿套与燃机主轴上的“O”型圈(件2)没有损坏。

  经过对损坏的零部件进行分析,得出故障原因有以下2个方面。

  首先,在安装过程中,内齿套(带测速齿轮部件)上的“O”型圈(件5)装配情况欠佳,局部地方一直处于扭曲变形状态,导致密封不严密,从而使得腔室中的齿轮油在运行中渗漏,而在高速的运行中由于离心作用,加速了滑油的渗漏。由于腔室中滑油量的大幅减少,在内外齿高速的啮合运行中,使得腔室中的温度大大升高,油的损失也进一步加快,内外齿在啮合中的磨损程度也进一步增加,这3个因素形成恶性循环,相互促进,最后导致内外齿啮合面严重磨损。由于齿的磨损并不均匀,外齿套的中心发生偏移,失去了原来的平衡,使得浮动空心轴发生振动,振动直接影响到了燃机的1号轴承。同时,振动也影响了油杯上的6只小螺钉(件1),螺钉在高温与高转速下因疲劳而被损坏。油杯脱落后,油杯上的“O”型圈(件1)也就很快被损坏。

  其次,主燃油泵对辅助联轴器的损坏也有一定的影响。由于该机组的主燃油泵的地脚螺栓未能很好固定(事后发现),主燃油泵的主、副螺杆之间有啮合不良的现象,造成了辅助联轴器所带的负荷较正常情况要大,加快了辅助联轴器的损坏。及时被发现和处理,而导致机组在运行中因该故障发生跳闸,将会使机组在发生紧急停机后失去盘车,停机时的高温将导致机组相当严重的损坏后果。

  在辅助联轴器的安装过程中,应特别注意安装的质量,尤其是几个“O”型圈的安装质量,建议在安装“O”型圈时,在“O”型圈上涂上透平油,以防止在安装过程中“O”型圈扭曲、变形,特别是件2“O”型密封圈,在安装中由于受安装紧力的影响易发生扭曲变形。

  另外,在选用密封圈时,应考虑选择抗永久性变形好的密封圈,以延长密封圈永久性塑性变形的时间,同时,在更换过密封圈后的一个月内,建议对辅助联轴器进行一次放油检查,以确保密封圈的安装质量。

  在这里需要特别注意的是,GE公司对辅助联轴器的安装后的检查时间要求有多个版本,电厂应根据其燃机的实际安装和运行情况,调整对辅助联轴器的检查时间,并及时定期检查维护,以提高燃机运行的可靠性。

文章录入:设备管理    责任编辑:设备管理 
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