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(fā)電有限責(zé)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(fā)現(xiàn)其正向推力瓦#3、#4、#5瓦塊溫度偏高。當(dāng)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(guī)程規(guī)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(biāo)，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(jié)構(gòu)、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(chǎn)。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(yè)運行。

汽輪機為雙缸、雙排汽，其結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。高中壓轉(zhuǎn)子及低壓轉(zhuǎn)子的軸系為三支點支承，并以剛性聯(lián)軸器聯(lián)接。低壓轉(zhuǎn)子與發(fā)電機以半撓性聯(lián)軸器相聯(lián)。主要調(diào)節(jié)零部件裝設(shè)在前軸承座內(nèi)，推力軸承與徑向支承軸承是分開的，布置在中軸承座內(nèi)。機組總長約為13.5 m，布置在廠房9 m標(biāo)高的運轉(zhuǎn)層平臺上。

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

推力軸承為單獨結(jié)構(gòu)的具有自動就位球面座的密切爾型，裝設(shè)在高中壓轉(zhuǎn)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(shè)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(diào)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(guī)程要求［2］。

（2）瓦塊表面、軸承箱都比較干凈，未發(fā)現(xiàn)有雜物，安裝環(huán)上定位瓦塊的定位銷并未發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)有異常跡象。

（4）熱工人員檢查過熱工線路確認(rèn)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(rèn)接觸面在70%以上；上半下半瓦塊裝上安裝環(huán)時涂上紅丹粉再在平臺上研磨，確認(rèn)整體接觸面已在70%以上；另外，還適當(dāng)?shù)丶由顪囟雀叩娜龎K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(shù)據(jù)。

2.2 查閱臺帳和歷史數(shù)據(jù)形成表1，對數(shù)據(jù)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(guī)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(cè)，#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(cè)#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(cè)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(zhuǎn)子推力盤與正負向瓦塊平面之間存在著不平行現(xiàn)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(guān)系。

（4）根據(jù)#2機正向、負向推力瓦塊溫度有規(guī)律地由高到低，溫度最高點和最低點呈對角布置的態(tài)勢的規(guī)律，懷疑存在著轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子的瓢偏值是合符要求的，另外2012年6月份臨修時已確認(rèn)推力瓦上定位于安裝環(huán)上的銷子未出現(xiàn)松動，未頂著瓦塊，瓦塊厚度差均在2×10-5m內(nèi)。所以判斷極有可能是正向推力瓦安裝環(huán)上的定位銷松脫頂死安裝環(huán)，或者是球面座的緊力過大，在球面座組裝時，壓死安裝環(huán)，使安裝環(huán)無法自動調(diào)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(jié)調(diào)峰停機的機會，對#2機推力軸承正向側(cè)推力瓦進行檢修。

正向側(cè)推力瓦拆吊出來后，發(fā)現(xiàn)正向下半推力瓦安裝環(huán)上固定瓦塊用的油擋（材質(zhì)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(huán)（圖1中“D”銷子，原設(shè)計是托著推力瓦安裝環(huán)，從而起到定位安裝環(huán)的作用），當(dāng)推力軸承受熱膨脹后正向上半推力瓦安裝環(huán)能自位，但下半推力瓦安裝環(huán)卻無法自位，所以使推力瓦塊平面和推力盤不平行，從而導(dǎo)致正向下半部分瓦塊溫度高。

圖3 正向下半右側(cè)油擋處理前

圖4 正向下半左側(cè)油擋處理前

由于當(dāng)時無備品更換，所以只得把安裝環(huán)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(huán)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(cè)油擋處理后

圖6 正向下半右側(cè)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(guī)程規(guī)定的范圍內(nèi)。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(jié)

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(jīng)不用擔(dān)心因推力瓦溫度過高而限制機組帶負荷。但是，當(dāng)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(jié)束語

推力瓦溫度是機組安全運行的重要經(jīng)濟指標(biāo)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(fā)電有限公司.汽輪機運行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［Z］.2011.

［2］廣東省粵瀧發(fā)電有限公司.汽輪機設(shè)備檢修技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［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(shù)新產(chǎn)品，2011（09）：22-24.