電廠汽輪機軸承部分瓦塊溫度偏高的研究

張世輝

（廣東省粵瀧發電有限責任公司，廣東羅定 527200）

0 引言

粵瀧電廠#2機組于2012年3、4月份大修，開機后發現其正向推力瓦#3、#4、#5瓦塊溫度偏高。當機組帶負荷接近135 MW時，溫度最高的#4瓦塊竟達96℃，已超過了規程規定的汽輪機推力瓦塊溫度不能超過95℃的要求［1］。推力瓦塊溫度高給機組的安全運行帶來極大的影響，為了保證溫度不超標，運行人員只得采取降負荷的方法，由此而不得不限制了機組帶負荷。

1 機組結構、特點

電廠有兩臺額定容量為135 MW機組，汽輪機均為上海汽輪機廠生產。型號：改進型N135-13.24/535/535型（K151機型），#1、#2機組分別于2003年、2004年投入商業運行。

汽輪機為雙缸、雙排汽，其結構特點是高中壓汽缸合并，兩者通流反向布置。低壓缸為徑向擴壓雙排汽和軸承座落地結構。高中壓轉子及低壓轉子的軸系為三支點支承，并以剛性聯軸器聯接。低壓轉子與發電機以半撓性聯軸器相聯。主要調節零部件裝設在前軸承座內，推力軸承與徑向支承軸承是分開的，布置在中軸承座內。機組總長約為13.5 m，布置在廠房9 m標高的運轉層平臺上。

汽輪機轉子采用三支點支承方式：高中壓和低壓轉子由三個支持軸承和一個位于中軸承座內的獨立的推力軸承所支承和軸向定位。

推力軸承為單獨結構的具有自動就位球面座的密切爾型，裝設在高中壓轉子的后端，工作面和非工作面均由12塊青銅澆鑄烏金的瓦塊組成，每塊面積110 mm2，瓦塊背部的支承銷釘孔設于偏離中心7.54 mm處，推力盤與主軸整體鍛成（圖1）。

2 分析瓦塊溫度高的原因

2.1 2012年大修后的臨修處理情況

2012年6月22日利用#2機調峰停機的機會對#2機正向推力瓦進行檢修處理，檢查情況如下。

圖1 推力軸承

（1）用百分表測量正向下方六個瓦塊厚度均不超過2×10-5m（溫度高的三個瓦塊位于正向下方），合符檢修規程要求［2］。

（2）瓦塊表面、軸承箱都比較干凈，未發現有雜物，安裝環上定位瓦塊的定位銷并未發現松脫，沒有頂著瓦塊。

（3）三個溫度高的瓦塊接觸點雖然稍微集中，但未發現有異常跡象。

（4）熱工人員檢查過熱工線路確認是正常的，同時在停機期間CRT上正、負向推力瓦溫度相差不大，所以排除了熱工線路的原因。

因此本次臨修未能找到正向推力瓦溫高的原因。由于工期比較緊，所以只進行了部分的處理：對正向#3、#4、#5三個瓦塊的表面進行修刮，使接觸點分散；每個瓦塊涂上紅丹粉后再在平臺上研磨，確認接觸面在70%以上；上半下半瓦塊裝上安裝環時涂上紅丹粉再在平臺上研磨，確認整體接觸面已在70%以上；另外，還適當地加深溫度高的三塊瓦塊進油楔，以加大這些瓦塊的進油量。

但是，開機后#2機正向溫度高的三個瓦塊溫度并無變化。修前、修后推力瓦溫變化見表1，2012年5月11日和2012年6月28日的數據。

2.2 查閱臺帳和歷史數據形成表1，對數據進行對比分析

（1） #2機正向推力瓦溫度高的問題其實一直就存在，只是在2012年大修后問題更加明顯。

2012年大修前溫度高的瓦塊為正向#2、#3、#4、#5，最高的#4瓦也只有80多攝氏度。大修后，正向#3、#4、#5三塊瓦溫度仍然較高，#2瓦溫降了下來，但是#4瓦溫度卻升更高了，最高時達96℃。

（2）#2汽輪機推力瓦溫的變化無論是正向還是負向都很有規律性的。

圖2 #2機推力瓦塊溫度

表1 近年來#1、#2汽輪機正向推力瓦溫度變化情況

通過圖2很直觀地看到，正向側，#4瓦塊溫度最高，對角的#10瓦塊卻是溫度最低的，但是負向側#4瓦塊溫度最低，對角的#10瓦塊幾乎也是溫度最高的，瓦溫由最高（最低點）分別沿著兩側逐步遞減（遞增）。正向溫度最高瓦塊與溫度最低瓦塊溫度相差40多攝氏度（#1機瓦塊溫度最高與高低相差20多攝氏度），很明顯，轉子推力盤與正負向瓦塊平面之間存在著不平行現象［3］。

（3）#2機在不同工況下正負向推力瓦回油溫度，潤滑油進油溫度、油壓變化不大，與推力瓦溫高無關系。

（4）根據#2機正向、負向推力瓦塊溫度有規律地由高到低，溫度最高點和最低點呈對角布置的態勢的規律，懷疑存在著轉子推力盤與推力瓦平面不平行的可能。

由于2012年大修期間測量出來轉子的瓢偏值是合符要求的，另外2012年6月份臨修時已確認推力瓦上定位于安裝環上的銷子未出現松動，未頂著瓦塊，瓦塊厚度差均在2×10-5m內。所以判斷極有可能是正向推力瓦安裝環上的定位銷松脫頂死安裝環，或者是球面座的緊力過大，在球面座組裝時，壓死安裝環，使安裝環無法自動調整。

3 處理方法及效果

3.1 處理方法

2013年2月14日至16日，利用春節調峰停機的機會，對#2機推力軸承正向側推力瓦進行檢修。

正向側推力瓦拆吊出來后，發現正向下半推力瓦安裝環上固定瓦塊用的油擋（材質為銅）端面處有明顯的壓痕（如圖3、圖4示）。因此，懷疑推力瓦溫度高是由于正向推力瓦定位銷子過短，造成銷子頂死安裝環（圖1中“D”銷子，原設計是托著推力瓦安裝環，從而起到定位安裝環的作用），當推力軸承受熱膨脹后正向上半推力瓦安裝環能自位，但下半推力瓦安裝環卻無法自位，所以使推力瓦塊平面和推力盤不平行，從而導致正向下半部分瓦塊溫度高。

圖3 正向下半右側油擋處理前

圖4 正向下半左側油擋處理前

由于當時無備品更換，所以只得把安裝環上固定瓦塊用的油擋與銷子接觸的部位磨成圓弧狀過渡，這樣可以保證銷子不會頂死油擋，從而保證安裝環能自位（處理方法如圖5、圖6示）。由于工期比較緊，所以未對球面座的緊力進行檢查處理。

圖5 正向下半左側油擋處理后

圖6 正向下半右側油擋處理后

3.2 處理效果

開機后#2機推力軸承瓦溫變化明顯。最高溫度下降了近8℃，其他瓦塊溫度均能在規程規定的范圍內。正向瓦塊溫度有不同程度的上升，瓦塊平均溫度上升近2℃，負向瓦塊溫度有所下降，平均瓦溫下降近1℃，同時正向瓦塊對角溫度差有所縮小，由42.28℃降為31℃，說明正向推力瓦受力較以前均勻（見表1，圖7）。

4 小結

總體來說，本次對#2機正向推力瓦的檢修處理效果是明著的，已經不用擔心因推力瓦溫度過高而限制機組帶負荷。但是，當機組帶滿負荷時正向#4推力瓦仍有86℃，相比#1來說仍然是偏高的。

圖7 #2機推力瓦塊溫度

因此，待下次有機會時要更換過短的“D”定位銷，保證推力軸承油擋要被支托在定位銷之上。

5 結束語

推力瓦溫度是機組安全運行的重要經濟指標之一。通過對#2機推力瓦歷史溫度的縱向以及與#1機推力瓦溫度的橫向比較分析，找到了原因，并進行了處理，使#2汽輪機正向推力瓦溫度高的問題得到一定程度的改善。希望通過本文，交流一下汽輪機推力瓦溫度高的處理方法，提高對汽輪機推力瓦溫度高的處理水平。

［1］ 廣東省粵瀧發電有限公司.汽輪機運行技術標準［Z］.2011.

［2］廣東省粵瀧發電有限公司.汽輪機設備檢修技術標準［Z］.2006.

［3］閆春泉，張偉.淺析推力瓦溫度高的原因及處理［J］.中國新技術新產品，2011（09）：22-24.