350 MW汽輪機(jī)組主機(jī)推力瓦塊磨損原因分析及處理

劉新國，李大超，徐世明

（華能營口熱電有限責(zé)任公司，遼寧 營口 115003）

故障分析

350 MW汽輪機(jī)組主機(jī)推力瓦塊磨損原因分析及處理

劉新國，李大超，徐世明

（華能營口熱電有限責(zé)任公司，遼寧 營口 115003）

為解決1號軸承瓦溫偏高問題，通過調(diào)整軸系的負(fù)荷分配，使推力盤平行度誤差增大，造成推力瓦塊磨損故障，推力瓦塊每運(yùn)行6個(gè)月即報(bào)廢。通過恢復(fù)軸系設(shè)計(jì)參數(shù)，使問題得以解決，故障原因分析及處理過程可為同類型機(jī)組提供參考。

汽輪機(jī)；推力瓦磨損；更換銅瓦

汽輪機(jī)是火力發(fā)電廠中的重要發(fā)電設(shè)備，汽輪機(jī)組主機(jī)推力瓦塊磨損問題一直受到廣大電廠技術(shù)人員關(guān)注［1－4］。某電廠350 MW汽輪機(jī)組為日本三菱重工企業(yè)生產(chǎn)的單軸、雙缸、雙排汽口、亞臨界參數(shù)、一次中間再熱、反動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)組，型號為TC2F－40。額定主汽壓力為16.9 MPa，主汽溫度為538℃，轉(zhuǎn)速為3 000 r／min，旋轉(zhuǎn)方向（面向汽輪機(jī)）為順時(shí)針。額定負(fù)荷下主汽流量為1 052.76 t／h，額定負(fù)荷熱耗率為7 833.5 kJ／kWh，汽輪機(jī)共34級，其中高壓缸為12級、中壓缸為10級、低壓缸為2×6級。

機(jī)組在2009年進(jìn)行B級檢修過程中，推力軸承解體后發(fā)現(xiàn)推力瓦塊烏金局部磨損，6塊瓦塊磨損部位均在出油側(cè)。對推力瓦塊進(jìn)行檢查，用千分尺測量各瓦塊的厚度，磨損量在0.01～0.02 mm。烏金磨損面為麻面，推力盤工作面粗糙，推力瓦塊烏金未出現(xiàn)脫胎和變形現(xiàn)象。本文針對此問題，進(jìn)行機(jī)組的故障原因分析與處理。

1 推力瓦結(jié)構(gòu)

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向推力通過推力盤傳遞到瓦塊上，將推力盤與軸加工成一個(gè)整體［5－6］。本文所述機(jī)組的推力軸承，在推力盤兩側(cè)各安裝6塊推力瓦塊，推力瓦塊由調(diào)整塊支承，并一起裝在支承環(huán)中，用定位銷支承定位。支承環(huán)沿水平中分面分為兩半，裝在軸承外殼中，并通過支承環(huán)螺釘來固定，防止支承環(huán)和軸承外殼的相對移動(dòng)。軸承外殼制成兩半，在水平中分面處分開，用螺栓和定位銷連接在一起，軸承外殼被安裝在軸承座中。為防止軸承外殼在軸承座中轉(zhuǎn)動(dòng)，在軸承外殼上下兩部分的水平面處均有凸緣插入定位機(jī)構(gòu)，以固定軸承外殼的軸向位置。

2 解體情況

2009年9月16日對高低壓轉(zhuǎn)子對輪中心進(jìn)行復(fù)查，共進(jìn)行4次測量工作，高中壓轉(zhuǎn)子對輪瓢偏為0.025 mm，對輪晃度為0.012 5 mm，轉(zhuǎn)子彎曲度為0.04 mm，中心情況如圖1所示。

機(jī)組設(shè)計(jì)的高中壓轉(zhuǎn)子中心比低壓轉(zhuǎn)子中心低0.1～0.15 mm，下張口為0～0.03 mm。實(shí)際測量高中壓轉(zhuǎn)子中心比低壓轉(zhuǎn)子中心低0.335 mm，中心偏左0.05 mm，上張口為0.07 mm，左張口為0.01 mm，與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不符。機(jī)組軸系示意圖如圖2所示，測量揚(yáng)度如表1所示。

圖1 中心情況示意圖

圖2 汽輪機(jī)軸系示意圖

表1 軸徑揚(yáng)度實(shí)測值mm

推力瓦工作側(cè)推力間隙修復(fù)前為0.44 mm，修復(fù)后為0.47 mm。瓦塊出油側(cè)烏金有局部磨損現(xiàn)象，如圖3所示，推力瓦塊報(bào)廢不具有再修復(fù)使用價(jià)值。推力盤晃度為0.02 mm，推力盤工作面瓢偏為0.007 5 mm，非工作面瓢偏為0.005 mm。

圖3 推力瓦塊磨損

3 推力瓦潤滑機(jī)理

推力軸承是根據(jù)油膜潤滑原理工作的，由于推力瓦塊和調(diào)整塊的局部接觸，使瓦塊在圓周方向上傾斜，與推力盤平面之間形成油楔。當(dāng)推力盤隨主軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，潤滑油被帶入楔形間隙中，隨著間隙的減小，油被擠壓，油壓逐漸增大，以承受轉(zhuǎn)子的軸向推力。當(dāng)楔形出口處的最小油膜厚度大于兩金屬表面的不平度時(shí)，形成液體潤滑。在運(yùn)行中，任何時(shí)候推力軸承室中都充滿潤滑油，油直接從軸承供油管路供給，對各瓦塊表面進(jìn)行潤滑。推力軸承外殼上部設(shè)有調(diào)整螺栓，控制軸承所需油量。借助于軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，潤滑油被帶到軸頸的上半部和推力瓦面，并從軸頸處吸走熱量，油流隨著推力盤的旋轉(zhuǎn)做周向流動(dòng)，進(jìn)入推力盤和推力瓦之間形成油楔，使油最后從推力盤頂部外緣甩出，進(jìn)入軸承箱的回油腔。

4 故障診斷處理

4.1 原因分析

a.軸向位移大，多為水沖擊和負(fù)荷突變引起軸向位移偏大而造成的。

b.軸向推力失衡，為機(jī)組甩負(fù)荷瞬間軸向推力失去平衡導(dǎo)致，主要有2方面可能性，一是高壓調(diào)節(jié)門關(guān)閉時(shí)間較中壓調(diào)節(jié)門晚；二是高、中壓平衡鼓間軸向失去平衡，多為蒸汽平衡壓力失常所致。

c.軸系失準(zhǔn)問題，多為軸系對中不良、齒形聯(lián)軸器卡澀、主油泵葉輪偏置及密封環(huán)徑向間隙不均勻等。

d.潤滑油問題，多為油質(zhì)不合格、潤滑油供油壓力和流量不足、微弱電流極易擊穿油膜等原因，使?jié)櫥Ч陆怠?/p>

4.2 處理措施

a.將推力盤平行度誤差調(diào)整為正常值，解決推力瓦磨損問題。

b.將1號支持軸承更換為進(jìn)口銅瓦，銅瓦散熱條件好，能解決1號支持軸承溫度高的問題。

5 結(jié)束語

350MW汽輪機(jī)組再次投入運(yùn)行后，運(yùn)行至今揭瓦檢查推力瓦未出現(xiàn)異常，所述汽輪機(jī)推力瓦磨損故障的診斷和處理過程可為同類型機(jī)組提供借鑒。

［1］高 海，丁 鑫.汽輪機(jī)動(dòng)靜碰摩事故原因分析及處理［J］.東北電力技術(shù)，2004，25（4）：34－36.

［2］乜慶海，喬宏偉.某火電廠300 MW機(jī)組推力瓦磨損的診斷及處理［J］.汽輪機(jī)技術(shù)，2003，45（6）：404－405.

［3］梁耀東，汪 軍，馬為民.國產(chǎn)300 MW機(jī)組主油泵推力瓦磨損的原因分析及處理［J］.汽輪機(jī)技術(shù)，2004，46（2）：140－141.

［4］徐奇煥.國產(chǎn)300 MW機(jī)組主油泵推力瓦磨損分析與防治［J］.汽輪機(jī)技術(shù)，2005，47（5）：371－373.

［5］童 剛，馬澤山，解繼剛.日本350 MW汽輪機(jī)組推力瓦溫度升高原因分析［J］.東北電力技術(shù)，2006，27（7）：15－18.

［6］童 剛，王向前.汽輪機(jī)推力瓦溫度高的原因及處理［J］.東北電力技術(shù)，2004，25（3）：5－8.

Causes and Treatment on Thrust Pad Wear of Imported 350 MW Turbine Engine

LIU Xin?guo，LI Da?chao，XU Shi?ming
（Huaneng Yingkou Co?generatian Co.，Ltd.，Yingkou，Liaoning 115003，China）

For imported 350 MW turbine engine thrust pad wear fault，through analysis and the disintegration of the diagnosis results. In order to solve the No.1 bearing pad temperature，shaft load distribution caused by thrust disk parallelism error increase is adjusted. The problem can be solved by restoring the shaft design parameters.The cause analysis and treatment is a reference for the same type of unit.

Steam turbine；Thrust tile wear；Replacement of copper tile

TK212.＋4

A

1004－7913（2016）06－0045－02

劉新國（1967—），男，學(xué)士，助理工程師，主要從事火電廠管理及汽輪機(jī)檢修維護(hù)、新技術(shù)應(yīng)用研究工作。

2016－02－24）