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800 MW汽轮机推力轴承温度超标原因分析及处理 |
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| 800 MW汽轮机推力轴承温度超标原因分析及处理 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-23 16:30:02  |
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800 MW汽轮机推力轴承温度超标原因分析及处理
大唐长山热电厂(131109) 薛晓峰 宋立滨 石明星
【摘 要】 针对绥中发电有限责任公司2号汽轮机推力轴承瓦温超标、推力瓦瓦块磨损严重的缺陷，在介绍推力瓦结构基础上，对推力瓦块温度超标原因进行了安装方面的分析，并进行相应的处理，收到了良好的效果，为同类型问题的处理提供了参考。
【关键词】 汽轮机 推力轴承 磨损 温度
汽轮发电机组的推力轴承主要作用是承受汽轮机转子在运行中的轴向推力、维持汽轮机转子和静止部件间的正常轴向间隙，因此推力轴承的正常工作是汽轮发电机组安全经济运行的先决条件之一。推力轴承瓦块温度是推力轴承运行状态的一个重要参数，在机组运行过程中瓦块温度长期超标，会加速推力瓦块的磨损，严重的将导致推力瓦块烧毁，造成汽轮机的重大损坏事故。
1 设备概况
绥中发电有限责任公司2号汽轮机为俄罗斯列宁格勒金属工厂制造的К-800-240-5型单轴、超临界、一次中间再热、五缸、六排汽凝汽式汽轮机，为我国目前火力发电厂运行机组中的单机容量之冠，具有容量大、效率高、运行稳定的优点，为我国火力发电在大容量、超临界参数机组上的安装、运行、检修、维护方面开创了先河，并且积累了宝贵的经验。
1.1 推力轴承结构
К-800-240-5型汽轮机组推力轴承的安装在高压缸后面，采用推力支撑联合轴承的结构形式。它的支撑轴瓦为6块可倾瓦块的球面瓦，推力轴承采用工作面和非工作面，均为12块扇形瓦块的结构形式，推力瓦瓦块分别布置在支撑轴承的两侧，结构见图1。
1.推力瓦块 2.推力瓦块安装环 3.推力瓦块安装环与球面瓦的配合面 4.推力瓦块供油孔
5.球面瓦 6.球面瓦与瓦枕配合面 7.瓦枕 8.推力间隙调整垫
图1 κ-800-240-5型汽轮机推力轴承结构
1.2 推力轴承存在的问题
绥中发电发电有限责任公司2号汽轮机从2000年投产以来，机组在高负荷下运行时，推力轴承工作瓦块温度就一直超标。在500、700、800 MW负荷下，推力瓦块温度为78.8、74.9、74.6 ℃，最高达97 ℃。到目前共对2号汽轮机进行了3次小修，每次推力轴承解体时都发现工作面12个瓦块全部存在不同程度的磨损，其中工作面下半6个瓦块磨损较重，上半6个瓦块磨损较轻。
2 推力瓦块温度超标原因分析
2.1 机组轴向推力增大
绥中发电有限责任公司2号汽轮机由1个高压缸、1个中压缸、3个低压缸组成，除高压缸采用中间进汽回流结构外，其他汽缸均采用中间进汽两侧分流结构。这种方式能最大限度地平衡汽缸本身的轴向推力，剩余的轴向推力则由汽轮机的推力轴承来平衡。2号机大修时，对各汽缸解体后发现高压第二级围带有4处断裂，16个动叶铆钉头全部磨损，与速度级配合的叶顶汽封片全部脱落；高压第一级隔板第一圈汽封磨损脱落及高压所有压力级叶顶汽封片全部脱落；另外高、中压及低压缸有一大部分汽封间隙超出标准，致使轴向推力整体增加。通流部分的径向汽封间隙变大，会增加每级隔板前后的蒸汽压力差，使轴向推力增大。
2.2 推力轴承本身存在问题
推力轴承采用这种结构形式可以缩短高压转子长度和承受较大轴向推力，而且推力轴承固定在球面上，能够提高推力瓦块承力的均匀度，从而使推力瓦块温度更加均匀。大修解体时对推力瓦进行外观检查，发现了一些导致推力轴承温度超标的原因。
a. 推力瓦块安装环平行度超标 平行度标准为0.02 mm，实际测量为0.08 mm，严重超标导致各瓦块受力不均，从而影响各瓦块与推力轴承的正常接触，使个别瓦块承受温度偏高。
b. 推力轴承定位销与销孔配合不良 推力轴承结合面用4个定位销来实现上下半的自定位，《800 MW汽轮机检修工艺规程》要求定位销与配合销孔过盈0.01～0.03 mm，实际测量发现各销均与销孔配合过松，无法起到定位作用，使推力轴承上、下瓦在正常工作时互相错位，导致工作瓦块与推力盘的接触不良。
c. 推力轴承两侧油档间隙超标 推力轴承两侧装有油档，防止大量润滑油从油档处泄出，按《800 MW汽轮机检修工艺规程》要求，两侧间隙0.5～0.8 mm，上侧间隙为0.5～1.2 mm，下侧间隙为0.2～0.4 mm。目前工作瓦块侧油档间隙左1.4 mm、右1.2 mm、上2.1 mm、下0.7 mm。油档间隙超标，减少了瓦块工作时的正常润滑油量，导致瓦块温度增高。
d. 推力轴承紧力不当、轴承球面接触不良 通过测量发现推力轴承解体测量瓦盖紧力为0.25 mm，球面紧力为0.02 mm，厂家图纸要求瓦盖紧力为0.20～0.25 mm，球面紧力为0～0.03 mm，出厂记录球面紧力为0.02 mm间隙，安装时间隙调整按上限进行。由于推力轴承紧力过大，致使推力轴承的球面瓦本身的自位调节能力降低，也能够造成推力瓦块的温度偏高。而着色检查得出轴承球面接触面积只能达到50%左右，远远小于75%的标准，使球面承力性能下降。
e. 推力瓦块与推力盘接触不好 推力瓦块与推力盘的接触直接影响着瓦块的工作状况，对解体后的所有瓦块进行着色检查，并进行厚度测量，发现单块瓦块接触面积小于75%，约60%，而且相邻瓦块的厚度差大于0.02 mm，从而引起接触不良，使个别瓦块承受较大负荷，导致温度升高。
2.3 推力轴承供油量不足
如果推力轴承的供油量不足将会导致瓦块温度升高，而且长期处于缺油状态下运行还会加大瓦块磨损。现在向推力轴承小油箱供油的节流孔板孔径为Ф55，而从小油箱向推力轴承供油的节流孔板孔径为Φ48。通过计算表明，应将油量再提高6%才能满足推力轴承正常工作需要。润滑油进入到推力瓦后是通过布置在每个推力轴承旁边的供油管进行供油，规程要求供油管管口到瓦块表面的距离为3.5～4.0 mm，实际测量最小为2.98 mm，最大为3.68 mm。这些缺陷导致推力瓦供油量不足。
3 处理措施
a. 将安装环进行研刮，使安装环接触面积达到质量要求每平方厘米75%点接触，安装环平行度控制在0.02 mm以内；
b. 重新配制结合面4个定位销子，要求紧力达到要求；
c. 更换新油档，更换后的油档径向间隙：左0.65 mm、右0.6 mm、上1.0 mm、下0.3 mm；
d. 对所有的瓦块进行修刮，并且更换磨损量较大的瓦块，保证接触面积达到75%以上，接触点连续均匀，并且相邻瓦块的厚度差小于0.02 mm；
e. 对高压缸损坏的围带进行重新安装，并且对磨损严重的汽封块更换，调整整个通流部分汽封的径向间隙到达标准范围内，已减少汽封漏汽量，从而减少轴向推力；
f. 在保证推力轴承小油箱内油压不变情况下，将小油箱供油节流孔直径由Ф55改为Ф57.4，将二瓦供油节流孔直径Ф48改为Ф51，以达到提高供油量增加6%的目的。同时将各瓦块的供油管与瓦块钨金面的距离调整到4.0 mm。原推力瓦块只有1个2 mm的进油间隙，为了增加瓦块的进油量，在推力瓦块进油侧开大进油楔。进油楔尺寸，顶部留有10 mm，宽度为10 mm，边缘深度为0.2 mm，而后逐渐变浅的楔型。
4 检修后效果
2003年11月5日，2号机组大修后一次性启动成功。通过对运行中的推力轴承各瓦块温度的统计及对比可以看出，处理方案是行之有效的，达到了预期的效果，机组在500、700、800 MW负荷下推力瓦块温度为65.8、69.4、68.8 ℃。
通过分析及处理过程可以看出：汽轮机高压隔板叶顶汽封片脱落造成机组轴向推力增大是导致推力轴承瓦块温度超标的主要原因，推力轴承本身的安装缺陷加剧了温度升高的程度。
通过采取上述有效措施，虽然解决了推力轴承工作瓦块温度高的问题，能够保证机组安全稳定运行，但是还存在个别瓦块温度略有偏高的现象。决定在下次大修中将速度级阻汽片及所有压力级阻汽片全部进行更换，这样就最大限度的减少机组的轴向推力，降低推力瓦块温度，提高机组的健康水平。
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