60MW汽輪機(jī)推力瓦溫度高原因和處理方式研究

摘 要：汽輪機(jī)在運(yùn)行期間，經(jīng)常會出現(xiàn)推力軸承瓦溫嚴(yán)重超標(biāo)的現(xiàn)象，影響到了汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性及設(shè)備的安全。本文就對60MW汽輪機(jī)軸承推力瓦出現(xiàn)高溫的原因進(jìn)行細(xì)致的分析，并進(jìn)一步探討了處理的方式，僅供參考。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);推力瓦;溫度高;處理方式

0 前言

汽輪機(jī)是重要的發(fā)電設(shè)備之一，與鍋爐、發(fā)電機(jī)及其附屬設(shè)備組成了一個成套的發(fā)電設(shè)備，是電廠、礦產(chǎn)開采及化工企業(yè)必備的重要設(shè)備。在實際運(yùn)行中，汽輪機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)軸承推力瓦溫度高的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。某熱電廠#2機(jī)組是60MW沖動式單缸高壓雙抽凝汽式汽輪機(jī)，額定轉(zhuǎn)速3000r/min，進(jìn)汽溫度535℃，進(jìn)汽壓力8.83MPa;推力軸承與汽輪機(jī)前軸承組成了徑向推力聯(lián)合軸承，是三層球面結(jié)構(gòu)的橢圓軸承，推力軸承采用可傾瓦式推力瓦塊，由主推力瓦及副推力瓦各10塊組成，每塊主推力瓦塊和徑向軸承的軸瓦均有測溫元件，在運(yùn)行中可監(jiān)視軸承合金的溫度，同時軸承的回油也布置了測溫元件，以反映軸承回油溫度。該機(jī)組在運(yùn)行期間出現(xiàn)個別推力瓦溫度偏高，導(dǎo)致無法滿負(fù)荷運(yùn)行。

1 汽輪機(jī)推力瓦溫度高的原因分析

#2機(jī)組在運(yùn)行期間，個別推力瓦塊的溫度長期處在95度的高溫狀態(tài)下，最高峰達(dá)到100度的報警值，2020年5月機(jī)組大修時決定對此進(jìn)行處理。根據(jù)運(yùn)行參數(shù)分析，導(dǎo)致推力瓦溫度過高的原因可能包含如下幾個方面：

第一，推力瓦的厚度不一致。在檢查中，檢修人員發(fā)現(xiàn)，#2機(jī)組推力瓦瓦塊的厚度不一致，特別是工作面部分瓦片因為油垢等原因，與其他瓦塊的厚度存在著較大的差異，這就導(dǎo)致該機(jī)組在運(yùn)行期間，較厚的推力瓦塊承受的推力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于較薄的瓦塊，從而導(dǎo)致厚瓦塊的溫度逐漸升高。另外，因為瓦塊之間的厚薄不一，也導(dǎo)致汽輪機(jī)無法形成良好的油膜，進(jìn)而導(dǎo)致部分推力瓦塊的溫度逐漸上升。

第二，推力盤較為粗糙。在檢查中發(fā)現(xiàn)#2機(jī)組的推力盤表面較為粗糙，直接增大了軸承的摩擦損耗，并導(dǎo)致汽輪機(jī)負(fù)荷增加，軸向推力隨之增大，這樣也使得汽輪機(jī)的推力瓦塊承受到更多的壓力，進(jìn)而導(dǎo)致個別推力瓦塊的溫度逐漸升高。

第三，轉(zhuǎn)子的揚(yáng)度較大。經(jīng)測量，#2機(jī)組轉(zhuǎn)子揚(yáng)度為1.45mm，前軸承處轉(zhuǎn)子前揚(yáng)較大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子重心后移，這就增大了軸向推力，同時，因為轉(zhuǎn)子揚(yáng)度較大，也導(dǎo)致推力軸承的工作面存在受力不均的現(xiàn)象，工作面上半部的瓦塊較下半部的瓦塊受力要大，從而導(dǎo)致上半部個別瓦塊的溫度較高。

第四，推力軸承的自位性較差。檢查發(fā)現(xiàn)#2機(jī)組推力軸承的自位性較差，具體表現(xiàn)在該機(jī)組推力軸承的球面存在著一些高點和凹坑，同時還存在著球面緊力偏大的問題，因為#2汽輪機(jī)組設(shè)計的球面緊力是按照理想狀態(tài)設(shè)計的，但在生產(chǎn)和安裝過程中，因為人為因素，導(dǎo)致在制造和安裝過程中球面及球面座的光潔度沒有達(dá)到設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)和要求，進(jìn)而導(dǎo)致該機(jī)組在長期運(yùn)行中，軸承在推力的作用下，逐漸出現(xiàn)自位性較差的問題，軸承不能靈活地根據(jù)轉(zhuǎn)子揚(yáng)度的變化而變化，從而使得推力瓦塊的上下部分交替受力，且因為受力較為集中，導(dǎo)致個別瓦塊出現(xiàn)溫度上升的態(tài)勢。

第五，隔板汽封的間隙變大。在檢查中，檢修人員發(fā)現(xiàn)，#2機(jī)組汽輪機(jī)的隔板汽封間隙已經(jīng)超過0.6mm，部分區(qū)域甚至達(dá)到了0.8mm，這樣的間隙距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了隔板汽封間隙0.25-0.3mm的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求。因為隔板汽封間隙的增大，導(dǎo)致汽輪機(jī)葉輪前后的壓差值隨之變大，從而導(dǎo)致汽輪機(jī)軸向推力的增加，進(jìn)而導(dǎo)致個別推力瓦塊溫度的升高。

2 推力瓦溫度高的處理方式研究

根據(jù)檢查結(jié)果，為了有效控制汽輪機(jī)運(yùn)行中推力瓦的溫度保持正常，恢復(fù)#2機(jī)組帶滿負(fù)荷運(yùn)行的能力，檢修人員采取了如下的措施：

首先，針對汽輪機(jī)推力瓦厚薄不一的問題，應(yīng)精心處理推力瓦塊的厚度，使用外徑千分尺進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，對于較厚的推力瓦進(jìn)行必要的刮研，確保厚度差在0.02mm之內(nèi)。

其次，精心研磨推力盤。針對推力盤表面粗糙導(dǎo)致個別推力瓦塊溫度升高的問題，檢修人員對于粗糙的推力盤和推力瓦塊進(jìn)行了精心地研磨，并在研磨完成后進(jìn)行組裝時，將研磨好的推力瓦塊與轉(zhuǎn)子推力盤重新進(jìn)行了組合調(diào)整，從而確保了汽輪機(jī)組中的每一個推力瓦塊的接觸點都得到了均勻的分布，并確保接觸面都達(dá)到90%以上，以有效降低產(chǎn)生的溫度。

第三，調(diào)整轉(zhuǎn)子揚(yáng)度。針對因轉(zhuǎn)子揚(yáng)度較大而值得推力瓦溫度升高問題，檢修人員對轉(zhuǎn)子的揚(yáng)度進(jìn)行了適度調(diào)整，使之符合相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，從而減少軸向推力，避免轉(zhuǎn)子重心后移。

第四，改進(jìn)推力軸承球面。針對推力軸承球面存在的問題，檢修人員運(yùn)用500目研磨砂加上紅丹粉和透平油混合成的額研磨料，對聯(lián)合推力軸承的球面進(jìn)行研磨，使其保持光潔。同時適當(dāng)增大了軸承殼體與球面座的裝配間隙，并重新配置了結(jié)合面的定位銷子，改善了球面緊力，從而提升了軸承的自位性能。

最后，更換隔板汽封。針對隔板汽封間隙變大的問題，及時更換隔板汽封，并在實際運(yùn)行中加以控制，從而減少機(jī)間漏氣，降低汽輪機(jī)葉輪前后壓差。

經(jīng)過上述采取的措施，啟機(jī)后#2機(jī)組在額定負(fù)荷運(yùn)行時，推力瓦塊的溫度平均下降至85度，最大負(fù)荷時達(dá)到93度。

3 結(jié)語

綜上所述，汽輪機(jī)推力瓦溫度高低是發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行的重要標(biāo)志之一，而其溫度升高是因為多種因素造成的。因此，電廠及其它應(yīng)用企業(yè)應(yīng)了解并掌握造成汽輪機(jī)推力瓦溫度升高的原因，然后采取有效的處理措施，促使汽輪機(jī)正常運(yùn)行。

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作者簡介：張曉偉（1981-），男，山東榮成人，專科，助理工程師，研究方向：汽輪機(jī)本體安裝與檢修。