小型汽輪機主油泵聯軸器故障原因分析及處理

呂健波（錦西石化熱電公司，遼寧 葫蘆島 125001）

1#汽輪機組CC12-4.9/0.98/0.245是哈爾濱汽輪機廠制造，是單缸、單軸、沖動式，具有兩級可調節抽汽，一級非調節抽汽的凝汽式汽輪機，于1991年安裝投產。主油泵裝在前軸承箱內，為渦殼式離心泵。汽輪機主油泵與大軸相連的方式為齒型聯軸器。1號機組在2008年至2013年間，多次出現主油泵齒形聯軸器在運行中異常磨損的情況，機組低油壓保護動作。汽輪機停機后檢查發現主油泵聯軸器嚙合齒磨損嚴重、主油泵推力瓦非工作面烏金磨損（深度1-2mm），極大地威脅機組的安全運行。

1 主油泵齒型聯軸器結構

如圖1所示，主油泵齒型聯軸器主要由主軸外齒、主軸內齒圈、泵軸內齒圈、泵軸外齒組成

2 故障可能原因分析

2.1 材質應用或者表面熱處理工藝不當

齒式聯軸器的材質采用38CrMoAlA-Ⅴ，齒面采用氮化處理以提高其表面硬度，增加其耐磨性。但如果熱處理工藝不當，會導致聯軸器的內外齒面硬度不足，內外齒接觸面間耐磨性差，將引起聯軸器的磨損。

2.2 潤滑效果差

由于齒式聯軸器所連接的兩個轉動部件在轉動時都有軸向位移，聯軸器必須有良好地潤滑，潤滑效果差或失去潤滑，必將增大聯軸器內外齒之間的摩擦，長時間運行導致聯軸器的磨損。主油泵所在的前軸承箱離汽輪機前汽封非常近，當運行調整不當時即會有蒸汽進入前軸承箱，帶水的透平油的潤滑效果顯著降低，還加快鐵質部件的腐蝕過程。水分長期殘留在聯軸器內，將加快聯軸器的卡涉。

2.3 聯軸器安裝偏差

機組在安裝時主動軸和從動軸的斷面中心會出現偏差，當該偏差超過齒式聯軸器所允許的偏差范圍時，主油泵將隨汽輪機轉子做圓錐擺動，造成主油泵軸瓦、推力瓦磨損甚至調節系統的負荷擺動。

2.4 主油泵標高及橫向位置發生變化

在機組布置中由于前軸承箱連接管路較多，特別是縱銷位于前向下部出現缺陷時不易察覺，滑銷系統卡涉將引起主油泵在運行中轉動標高及橫向位置變化

3 解決方案

經過以上分析，針對可能造成聯軸器磨損的原因逐條分析、提出實施方案。

3.1 對齒式聯軸器材質及熱處理工藝進行分析化驗

齒式聯軸器在氮化時應大于500HV，且層深不小于0.5mm，將更換下來的齒形聯軸器委托哈爾濱汽輪機廠做材質分析和金相檢查報告顯示材質及熱處理工藝符合圖紙要求。

3.2 改善聯軸器潤滑效果

3.2.1 檢查聯軸器供油孔，保證潤滑油路暢通。通過主油泵軸瓦中分面開一4*4mm的供油槽，增加齒形聯軸器潤滑油量。

3.2.2 對化驗不合格的潤滑油進行更換，清理油箱、軸承箱、油管路，保證透平油的潤滑效果。

3.3 調整主油泵聯軸器安裝各部參數

3.3.1 內外齒面接觸要求，沿齒高方向不得小于50%，沿齒長方向不得小于60%。實測齒面接觸為70%

3.3.2 齒側間隙為0.25mm-0.35mm，實測0.31mm

3.3.3 軸套齒圈分別套裝于主油泵及主軸后表面徑向跳動不大于0.05mm，端面跳動不大于0.03mm，實測徑向跳動為0.02mm，端面跳動為0.01mm

3.3.4 主油泵聯軸器相對于汽輪機轉動中心向左上方抬高0.3-0.4mm，主油泵和汽輪機轉子中心端面誤差不超過0.03mm。調整主油泵下部墊片，最終為主油泵聯軸器相對于汽輪機轉動中心向左上方抬高0.4mm，主油泵和汽輪機轉子中心端面誤差為0.02mm

3.3.5 測量機側內圈和主油泵內圈端面間隙為9.6mm，超過要求最低值8mm，保證汽輪機在膨脹后機側內圈和主油泵內圈端面仍有間隙。

4.4 檢查前軸承箱滑銷系統，保證汽輪機在各個方面的膨脹不受限

檢查結果為前軸承箱滑銷系統正常

5 結語

通過2013年3月份機組小修，嚴格按照機組安裝技術要求，在機組冷態時調整好各部間隙；更換機組潤滑油，清理油箱、軸承箱、油管路。1#機現已運行9個月，在12月份臨檢中檢查聯軸器無磨損，消除了聯軸器損壞而造成機組非計劃停機的安全隱患，保證了機組安全穩定運行。