前置背壓式汽輪機(jī)端部軸封漏氣修復(fù)

孫海玲

（鞍鋼教育培訓(xùn)中心，遼寧 鞍山 114032）

·潤滑與密封·

前置背壓式汽輪機(jī)端部軸封漏氣修復(fù)

孫海玲

（鞍鋼教育培訓(xùn)中心，遼寧 鞍山 114032）

蒸汽輪機(jī)軸封漏氣是一種普遍現(xiàn)象，造成端部漏氣的原因很多，有軸封塊、軸封套磨損、有汽缸體偏移，形成間隙漏氣，還有軸封箱平面不均勻接觸而形成的間隙漏氣。針對(duì)這幾種間隙漏氣，采用對(duì)已經(jīng)磨損的軸封塊尺寸上的二次加工，使間隙得到一定的補(bǔ)償，經(jīng)過試驗(yàn)可以達(dá)到技術(shù)要求。

軸封；漏氣；間隙

汽輪機(jī)是原動(dòng)機(jī)，為了把汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的機(jī)械能傳遞給其他機(jī)械，汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子要穿出汽缸。為了防止從穿出部位漏氣，在汽輪機(jī)汽缸的兩個(gè)端部都設(shè)有軸封，高壓缸軸封（端部汽封）的作用在于阻止蒸汽沿著轉(zhuǎn)子漏出。高壓缸端部汽封所承受的壓差比較大，而且為了不使動(dòng)靜機(jī)件發(fā)生碰磨，要留有一定間隙，如果間隙超過標(biāo)準(zhǔn)就要導(dǎo)致漏氣。由于上述兩個(gè)原因，很容易使該處的蒸汽竄入軸承室，引起軸承溫度急劇升高，導(dǎo)致滑動(dòng)軸承合金脫落，使油系統(tǒng)中帶有蒸汽凝結(jié)而成的水。汽輪機(jī)高壓缸前段軸封間隙調(diào)整的不合適，同樣會(huì)導(dǎo)致軸封供汽從該處沿軸頸竄入軸承室，造成油中帶水，油質(zhì)惡化，加速軸承軸頸磨損，使機(jī)組事故停運(yùn)。

所謂的背壓試汽輪機(jī)就是排氣壓力大于大氣壓力的汽輪機(jī)，排氣可用于供給中低壓力汽輪機(jī)，以代替我廠中低壓力鍋爐，也可稱為前置試汽輪機(jī)。它不但可以直接增加電廠的發(fā)電能力，而且可以提高電廠的熱經(jīng)濟(jì)性。我廠的兩臺(tái)前置背壓式汽輪發(fā)電機(jī)是哈爾濱汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的B25-8.83/3.3型號(hào)汽輪機(jī)，是該公司早期試驗(yàn)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不完善，存在很多缺陷，運(yùn)行時(shí)間不長，就有前軸封漏汽的現(xiàn)象，導(dǎo)致潤滑油品質(zhì)變差，軸承溫度過高。為此考慮不更換軸封塊，而是通過對(duì)舊軸封塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的機(jī)加修理來解決軸封間隙大漏氣問題，就是對(duì)軸封塊的一些尺寸進(jìn)行二次加工，使間隙得到一定的補(bǔ)償，達(dá)到技術(shù)要求。該汽輪機(jī)一瓦整個(gè)軸封箱體如圖1所示。

圖1

汽輪機(jī)用的傳統(tǒng)軸封是梳齒形的，理論上軸封圈上的軸封齒數(shù)越多，漏氣經(jīng)過每個(gè)軸封齒間隙時(shí)的壓降就越小，漏氣就越少。軸封齒尖對(duì)著轉(zhuǎn)子軸封套表面，由于組成每道軸封圈的各弧段都因外圓上有彈簧片而具有退讓性，所以選擇較小的軸封齒間隙，就減小了漏氣面積，這就是梳齒形密封能減小漏氣的主要原因。軸封間隙的調(diào)整沿轉(zhuǎn)子軸向分布的規(guī)律應(yīng)該是外側(cè)小、里側(cè)大。因?yàn)檩S封外側(cè)端部距離軸承很近，轉(zhuǎn)子、汽缸垂弧冷熱態(tài)變化對(duì)軸封間隙影響很少，轉(zhuǎn)子過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)該部位的晃度小，不易發(fā)生摩擦。即使發(fā)生摩擦，由于距支點(diǎn)近，剛度相對(duì)大一些，不易因晃度巨增而造成彎軸事故。而軸封里側(cè)的情況則恰恰相反，這部分汽封間隙運(yùn)行狀態(tài)下的不確定度最大，正是易彎軸的部位，所以應(yīng)該調(diào)大一點(diǎn)。汽輪機(jī)從啟動(dòng)到成功超越臨界值有較大振動(dòng)，造成軸封套與軸封塊齒尖接觸磨損。在汽輪機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，缸體由于熱脹偏移，已經(jīng)磨損的部位間隙近一步加大，是造成軸封漏氣的主要原因。還有上下兩個(gè)軸封箱體水平平面接觸不良，也是軸封漏氣的另一個(gè)直接原因。針對(duì)這兩個(gè)原因采用不更換新軸封，通過對(duì)舊軸封局部尺寸加工的方法來處理軸封的漏氣問題。

由于汽輪機(jī)軸封標(biāo)準(zhǔn)間隙較小，因此對(duì)檢修前的原始間隙必須進(jìn)行精確的測(cè)量，以便對(duì)下一步間隙調(diào)整提供正確依據(jù)。目前常用的測(cè)量間隙的方法有兩種，一種是拆下固定螺釘及擋板，沿軸封套箍凹槽取出軸封塊及彈簧片，檢查軸封套、軸封套箍軸封凹槽、軸封塊等應(yīng)無污垢、銹蝕、裂紋、折斷、彎曲變形和毛刺。對(duì)有污垢和銹蝕的軸封塊、軸封套、軸封凹槽、彈簧片用砂布打磨干凈，然后涂上黑鉛粉以防再銹蝕。將軸封塊拆除，用隔板找中心的方法測(cè)量軸封洼窩中心，一般洼窩左右差值允許為±0.06mm，底部間隙大于0.05mm。如果所測(cè)數(shù)值不符合規(guī)定，應(yīng)根據(jù)需要調(diào)整前支撐墊片，可以將軸封套做上下左右移動(dòng)，使軸承洼窩中心符合要求。這是軸封間隙檢查的前提條件。

軸封間隙檢查方法有兩種。一種是將貼好白膠布的軸封塊封好，一般貼2至3層，厚度大約40至60道，在與軸封塊相對(duì)應(yīng)的軸封套上涂一層很薄的紅丹粉，然后將轉(zhuǎn)子吊入汽缸，扣上大蓋并把好1/3水平結(jié)合面的螺栓，再將轉(zhuǎn)子盤動(dòng)幾圈，拆下大蓋，吊出轉(zhuǎn)子，檢查軸封塊上所貼白膠布與轉(zhuǎn)子接觸情況，來判斷軸封間隙。另一種方法是壓鉛絲法，在汽輪機(jī)下軸封箱體中的軸封上，沿軸向放一根φ1.5mm、400mm長的鉛絲，然后將轉(zhuǎn)子放入汽缸體中，在轉(zhuǎn)子軸封部位正上方也放一段同樣的鉛絲后將上軸封體扣上，使上下軸封箱體定位好，并把好螺栓。然后，按相反的順序分解上軸封箱體，用塞尺測(cè)量轉(zhuǎn)子兩側(cè)的間隙，吊出汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，用卡尺測(cè)量鉛絲被擠壓的部位，即是軸封尖和轉(zhuǎn)子的上下間隙，做好記錄。以一組軸封為例進(jìn)行修復(fù)。

圖2

軸封塊在軸封箱體中的安裝形式和軸封間隙見圖2、表1。

表1 軸封塊間隙 mm

由于彈簧片的擠壓,部位1的間隙為0mm，實(shí)際測(cè)量6塊軸封塊與轉(zhuǎn)子間隙為0.4～0.7mm，實(shí)際測(cè)量所得的最大間隙已經(jīng)超出0.3mm，不能滿足使用要求，會(huì)產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象，取標(biāo)準(zhǔn)間隙為0.5mm，對(duì)2號(hào)5號(hào)軸封塊部位1的位置車削掉0.2mm，3號(hào)4號(hào)軸封塊車削掉0.5mm，這樣彈簧片就會(huì)相應(yīng)的多出0.2～0.5mm的擠壓空間，轉(zhuǎn)子和軸封齒尖的間隙就相應(yīng)縮小0.2～0.5mm，軸封間隙就可符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。但是由于4個(gè)軸封塊都向軸心移動(dòng)了一定的距離后，會(huì)造成部位2相對(duì)于軸封箱水平面有一定的凸起，當(dāng)上下兩個(gè)軸封箱把緊時(shí)，這個(gè)凸起部位就會(huì)先受到擠壓，引起這組軸封直徑變大，軸封間隙并沒有減少現(xiàn)象。所以在軸封塊依次裝入軸封箱，用磨光機(jī)磨削軸封塊端面凸起部分，使軸封塊端面與上下軸封箱平面基本處于同一個(gè)平面，再進(jìn)行著色研磨，檢查接觸點(diǎn)，達(dá)到研刮標(biāo)準(zhǔn)，就完成了一組軸封的修理工作。按相同的方法檢修其它組軸封。機(jī)組回裝前最后的軸封間隙檢查是不可少的步驟，按上述曾經(jīng)提過的兩種測(cè)量軸封間隙方法進(jìn)行復(fù)查,2號(hào)5號(hào)軸封塊間隙0.4mm，1號(hào)6號(hào)0.5mm，3號(hào)4號(hào)0.5mm，說明在研磨過程中上下軸封箱的水平面磨削掉0.1mm，這組軸封間隙控制在0.4～0.7mm之間，符合標(biāo)準(zhǔn)間隙。

通過對(duì)軸封塊的車削加工，解決了軸封間隙漏氣大的問題，經(jīng)過1年的運(yùn)轉(zhuǎn)，再次大修時(shí)檢查軸封間隙曾經(jīng)修復(fù)的部位仍在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

[1]前置機(jī)安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[M].哈爾濱汽輪機(jī)廠.

[2]汽輪鼓風(fēng)機(jī)檢修工藝規(guī)程[M].鞍鋼一發(fā)電廠.

[3]汽輪機(jī)設(shè)備安裝工藝學(xué)[M].電力工業(yè)出版社.

TH133.3

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1671-0711（2016）05-0073-02