給水泵汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子推力間隙偏小的處理措施

王其軍

(國(guó)家電投集團(tuán)河南電力檢修工程有限公司，河南 鄭州 450000)

0 引言

某火電廠A給水泵汽輪機(jī)(簡(jiǎn)稱A小機(jī))為NK63/71/0型單缸、軸流、反動(dòng)式汽輪機(jī)，額定功率8 502 kW。汽輪機(jī)前貓爪搭在前軸承箱上，汽缸受熱膨脹時(shí)，貓爪推動(dòng)前軸承箱一起向前移動(dòng)。推力瓦設(shè)計(jì)安裝在前軸承箱內(nèi)，在1號(hào)瓦前并列位置，底座與前軸承箱為一體。

1 事件概述

2015-09-10，1號(hào)汽輪機(jī)A小機(jī)揭缸大修，推力間隙修前測(cè)量0.15 mm，嚴(yán)重偏小(推力間隙設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：0.39—0.53 mm)。解體中，發(fā)現(xiàn)高壓進(jìn)汽平衡活塞下部汽封齒有嚴(yán)重脫落現(xiàn)象，且相應(yīng)位置轉(zhuǎn)子上的汽封齒也出現(xiàn)嚴(yán)重偏斜。初步判斷推力間隙過小是由汽封齒碎屑阻礙了轉(zhuǎn)子軸向移動(dòng)引起的。解體完成后，將高壓進(jìn)汽平衡活塞返廠重新鑲齒并加工，返回后進(jìn)行汽封間隙測(cè)量調(diào)整至合格。重新組裝后，測(cè)量推力間隙值為0.18 mm，仍然較小，此刻判斷平衡活塞汽封齒的問題不是影響推力間隙的根本原因。

2 原因分析

2.1 推力間隙的理論計(jì)算分析

對(duì)推力瓦烏金面接觸檢查，各瓦塊接觸均勻，接觸面積均75 %以上；對(duì)瓦塊厚度進(jìn)行測(cè)量，工作面與非工作面各8塊，厚度38.00 mm，各瓦塊厚度誤差最大為0.01 mm；測(cè)量推力盤瓢偏度，最大為0.01 mm；推力瓦殼內(nèi)部腔室平行度測(cè)量，距離為 116.37 mm，平行度誤差最大為 0.01 mm；推力盤厚度測(cè)量，厚度均勻，均為39.97 mm，如圖1所示。

圖1 A小機(jī)轉(zhuǎn)子推力瓦結(jié)構(gòu)剖面示意

上述測(cè)量結(jié)果均在合格范圍之內(nèi)。推力間隙 =[(116.37-39.97)÷2-38]×2=0.40 mm?？梢酝普摚喝鐭o(wú)其他因素影響，推力間隙應(yīng)為0.40 mm(即圖 1 中a+b=0.40)。

2.2 轉(zhuǎn)子和前箱的前后揚(yáng)度分析

在全缸狀態(tài)下，測(cè)量1，2號(hào)瓦軸頸處轉(zhuǎn)子的揚(yáng)度：1號(hào)瓦后揚(yáng)0.15 mm，2號(hào)瓦后揚(yáng)0.23 mm。

在全缸狀態(tài)下，測(cè)量前箱的揚(yáng)度：軸瓦處前揚(yáng)1.35 mm，推力瓦位置前揚(yáng) 1.0 mm。

查看安裝說明書，轉(zhuǎn)子與前軸承箱安裝設(shè)計(jì)揚(yáng)度的要求是同向的，都是前揚(yáng)。目前出現(xiàn)反向趨勢(shì)，屬異?，F(xiàn)象，并且前軸承箱前揚(yáng)偏大，也存在異常。

2.3 推力盤與瓦殼內(nèi)部腔室的平行度分析

在全缸狀態(tài)下，測(cè)量推力盤與瓦殼的平行度。從中分面開始向底部依次測(cè)量該距離，呈逐漸減小趨勢(shì)，泵側(cè)(工作側(cè))中分面距離比底部的大，即a=0.12 mm，調(diào)側(cè)(非工作側(cè))中分面距離比底部小，即a′＝0.12 mm，如圖2所示。

圖2 推力盤與瓦殼內(nèi)部腔室形成夾角

推力盤與瓦殼內(nèi)部腔室形成夾角，在進(jìn)行推力間隙測(cè)量時(shí)，推力盤工作面的底部與非工作面的頂部首先與腔室內(nèi)推力瓦塊接觸，造成推力盤在瓦殼內(nèi)部腔室中的行程減少，減少量為：a+a′＝0.24 mm。理論修正后的間隙應(yīng)增加0.24 mm，如圖3所示。

圖3 理論修正后的間隙

2.4 根本原因

推力間隙小的主要原因是推力盤與瓦殼內(nèi)部腔室有夾角引起的。從揚(yáng)度來(lái)分析，1，2號(hào)瓦軸頸揚(yáng)度由設(shè)計(jì)值的前揚(yáng)轉(zhuǎn)變?yōu)楹髶P(yáng)以及前軸承箱前揚(yáng)增大，都有可能是1號(hào)瓦下沉所致。因?yàn)?號(hào)瓦、推力瓦都安裝在前軸承箱中，軸瓦的下部墊鐵與烏金都沒有磨損，很明顯是由前箱整體下沉才引起的。

因此，“前軸承箱基礎(chǔ)沉降”是造成A小機(jī)推力間隙變小的根本原因。只要能消除前箱與推力盤的夾角，就能從根本上解決問題，找回失去的間隙，解決此次A小機(jī)推力間隙變小事件。

3 采取措施

該型號(hào)設(shè)備前支座系統(tǒng)的主要組成部件是前軸承箱、徑向軸承、推力軸承。前軸承箱通過定距螺栓與基礎(chǔ)底板或底盤連接，前軸承箱的揚(yáng)度可通過調(diào)整軸承箱體底部墊鐵實(shí)現(xiàn)。為了消除轉(zhuǎn)子推力盤與推力瓦殼間夾角，決定調(diào)整前軸承箱底部墊鐵(增加前箱后部墊鐵厚度)，減小前箱揚(yáng)度，最終起到增大推力間隙的作用。前軸承座底部左右兩側(cè)各有4塊墊鐵a，b，c，d，如圖4所示。

圖4 調(diào)整前的前軸承座底部示意

經(jīng)過計(jì)算調(diào)整，前軸承座底部最終增加墊鐵：a=0.60 mm，b=0.45 mm，c=0.20 mm，d=0，調(diào)整后的效果如圖5所示。

圖5 調(diào)整后的前軸承座底部示意

4 實(shí)施效果

(1) 測(cè)量調(diào)整后的推力盤與推力瓦殼瓦殼內(nèi)部間的夾角，誤差為零，已達(dá)到圖3的理論效果。

(2) 在全缸狀態(tài)下，測(cè)量1，2號(hào)瓦軸頸處轉(zhuǎn)子的揚(yáng)度：1，2號(hào)瓦已從原來(lái)的后揚(yáng)變?yōu)榍皳P(yáng)，前軸承箱的揚(yáng)度也相對(duì)減小，達(dá)到機(jī)組安裝設(shè)計(jì)要求。

(3) 推力間隙調(diào)整后，測(cè)量結(jié)果為0.40 mm，符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)論

通過分析和解決此次A小機(jī)推力間隙變小的事件，為該火電廠今后汽輪機(jī)檢修工作提供了良好的借鑒。這次事件的處理經(jīng)過，說明推力間隙的變化并不全是由推力瓦厚度變化引起的，因而不可盲目對(duì)推力瓦厚度進(jìn)行處理，應(yīng)同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子軸頸與軸承箱揚(yáng)度是否正常、推力盤與瓦殼內(nèi)部腔室平行度是否正常等因素進(jìn)行綜合考慮。機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行后，基礎(chǔ)臺(tái)板會(huì)出現(xiàn)沉降，將直接影響到設(shè)備安裝時(shí)的標(biāo)高與水平，改變了設(shè)備的安裝狀態(tài)，這些因素往往隱藏較深，需要收集大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析驗(yàn)證，是一項(xiàng)非常復(fù)雜而細(xì)致的工作。