大型汽輪機(jī)汽缸膨脹不暢的分析及改進(jìn)

1、大型汽輪機(jī)汽缸膨脹不暢的分析及改進(jìn)摘要：針對(duì)國(guó)產(chǎn)改進(jìn)型300MW汽輪機(jī)因缸體膨脹不暢導(dǎo)致軸瓦冷態(tài)負(fù)荷分配不均，汽封磨損、延長(zhǎng)暖機(jī)時(shí)間等缺陷；分析產(chǎn)生缸體膨脹不暢的原因；對(duì)消除滑銷系統(tǒng)卡澀、改進(jìn)推拉結(jié)構(gòu)、管道與缸體的連接方式、基礎(chǔ)臺(tái)板的材質(zhì)及潤(rùn)滑系統(tǒng)的改進(jìn)等方面提出相應(yīng)的措施關(guān)鍵詞：膨脹不暢 滑銷系統(tǒng) 材質(zhì) 推拉結(jié)構(gòu)一 概述國(guó)產(chǎn)改進(jìn)型300MW汽輪機(jī)系上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N300-16.5/535/535中間再熱凝汽式、單軸四缸四排汽汽輪機(jī)組，其滑銷系統(tǒng)及膨脹方向如圖1所示 汽輪機(jī)高中壓靜止部分的死點(diǎn)在汽輪機(jī)縱向軸線與中低壓軸承座（#3）底部橫向鍵中心線的交點(diǎn)上，高、中壓靜止部件以死點(diǎn)向前膨脹，前

2、軸承座（#1）在高壓外缸貓爪的推動(dòng)下將向前移動(dòng)約32mm，中軸承座（#2）在中壓外缸貓爪的推動(dòng)下將向前移動(dòng)約17mm。推力軸承裝于中軸承座（#2）內(nèi)，運(yùn)行時(shí)，推力軸承帶動(dòng)整個(gè)軸系隨中軸承座（#2）向前移動(dòng)，這時(shí)高壓轉(zhuǎn)子以推力軸承為死點(diǎn)向前膨脹，中壓轉(zhuǎn)子以推力軸承為相對(duì)死點(diǎn)向與高壓轉(zhuǎn)子相反的方向膨脹。在啟動(dòng)、運(yùn)行期間，動(dòng)靜部分分別以各自死點(diǎn)為中心定向膨脹。高壓缸為正差脹，中壓缸啟動(dòng)時(shí)為正差脹，低壓缸、低壓缸為負(fù)差脹。該類型機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)，均發(fā)生了高壓、中壓缸缸體膨脹不暢的現(xiàn)象，并且隨著運(yùn)行時(shí)間的推移、機(jī)組啟停次數(shù)的增加，越來(lái)越嚴(yán)重，造成了各種缺陷：軸瓦冷態(tài)負(fù)荷分配不均，聯(lián)軸器不能按正常中心值聯(lián)結(jié)

3、；缸體變形；啟、停機(jī)過(guò)程低壓缸差脹大；動(dòng)靜碰磨；延長(zhǎng)暖機(jī)時(shí)間等缺陷，二原因分析缸體膨脹不暢既有滑銷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)失誤、管道與缸體連接方式不正確的原因，又與滑銷系統(tǒng)的運(yùn)行方式、檢修工藝等方面有關(guān)。1. 軸承座無(wú)潤(rùn)滑膨脹1)由于制造廠原設(shè)計(jì)的臺(tái)板油路彎多線長(zhǎng)，注油阻力大，注入的新油很難將油槽內(nèi)的舊油排出，致使油槽內(nèi)的潤(rùn)滑油失去流動(dòng)性，被高溫烤結(jié)固化后失去潤(rùn)滑功效，增大了摩擦系數(shù)2)注油周期過(guò)長(zhǎng)，由于舊油已經(jīng)固化，新油只能局部注入或無(wú)法注入，造成無(wú)潤(rùn)滑摩擦2. 滑銷系統(tǒng)卡澀1) 軸承座與基礎(chǔ)臺(tái)板的配合不符合標(biāo)準(zhǔn)，接觸不均勻或接觸面積未達(dá)到75以上，如：大壩電廠前軸承座（#1）與西側(cè)的#3、#4臺(tái)板存在

4、0.080.25mm的間隙2) 由于長(zhǎng)期運(yùn)行或檢修的原因，基礎(chǔ)臺(tái)板部分位置出現(xiàn)拉毛現(xiàn)象3) 由于縱銷和銷槽的材質(zhì)選取不合理，或安裝時(shí)有異物進(jìn)入銷槽，軸承座在膨脹、收縮時(shí)產(chǎn)生毛刺4) 由于汽封間隙調(diào)整不當(dāng)，運(yùn)行時(shí)軸封漏汽竄入銷槽、臺(tái)板中，引起銹蝕3. 缸體與軸承座推拉結(jié)構(gòu)不合理原設(shè)計(jì)中，汽缸的膨脹、收縮是由其汽缸貓爪來(lái)傳遞的1)當(dāng)滑銷系統(tǒng)各部分間隙調(diào)整不當(dāng)或高壓缸、中壓缸兩側(cè)膨脹、收縮不均勻時(shí)，左右兩只汽缸貓爪傳遞的推拉力亦不同，甚至只有單側(cè)的汽缸貓爪傳遞拉力，從而使軸承座承受偏心的推拉力，軸承座下的縱銷單側(cè)受力，容易導(dǎo)致縱銷與鍵槽咬合，增大了汽缸膨脹、收縮時(shí)的摩擦力，造成膨脹不暢。由于汽缸存在

5、軸向、橫向兩個(gè)方向的膨脹和收縮，長(zhǎng)時(shí)間的單側(cè)膨脹、收縮受阻，會(huì)造成汽缸跑偏、變形。這樣直接造成汽缸的立銷和貓爪橫銷受到剪切和擠壓，檢修時(shí)無(wú)法調(diào)整其間隙。同時(shí)，缸體的跑偏、變形又加大了軸承座的偏心推拉力，產(chǎn)生更大的摩擦力，甚至產(chǎn)生毛刺，進(jìn)一步惡化了膨脹、收縮的不利條件，這樣就產(chǎn)生了惡性循環(huán)。 2) 由于軸承座受到的推拉力由貓爪作用于中分面，而受到的摩擦力作用于底面，這樣就對(duì)軸承座產(chǎn)生了一個(gè)翻轉(zhuǎn)力矩，且使軸承座與臺(tái)板發(fā)生線性摩擦，摩擦力增大，不利于汽缸的膨脹、收縮 M軸承座貓爪推、拉力F摩擦力f機(jī)組膨脹、收縮時(shí)，若發(fā)生卡澀現(xiàn)象，則M增大，軸承座的翻轉(zhuǎn)度增大，造成軸瓦與轉(zhuǎn)子的揚(yáng)度不一致，軸瓦的負(fù)荷分

6、配不均，從而產(chǎn)生軸瓦溫度高，軸系發(fā)生振動(dòng)、嚴(yán)重的燒瓦等事故大壩發(fā)電廠的#1、#2機(jī)組存在著典型的膨脹不暢及由此帶來(lái)的各種嚴(yán)重的問(wèn)題：(1) 由于缸體變形，貓爪橫銷無(wú)法取出，不能進(jìn)行檢修(2) 中軸承座（#2）底部的滑銷發(fā)生卡澀，其在停機(jī)、冷態(tài)下無(wú)法收縮到原位（中軸承座在冷態(tài)下，基本處于比原位膨脹45mm的位置），致使中軸承座（#2）和中低軸承座（#3）受到中壓缸極大的拉應(yīng)力，反向翻轉(zhuǎn)變形。由于軸承座傾斜，冷態(tài)下軸瓦的揚(yáng)度、標(biāo)高發(fā)生變化，軸瓦的負(fù)荷分配不均，無(wú)法按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整，由于熱態(tài)下，當(dāng)機(jī)組膨脹出去后，軸承座與軸瓦恢復(fù)正常的揚(yáng)度與標(biāo)高，軸瓦負(fù)荷分配符合設(shè)計(jì)要求，所以在冷態(tài)下只能依據(jù)經(jīng)驗(yàn)減輕或加重相應(yīng)軸瓦的負(fù)荷，即進(jìn)行聯(lián)軸器的非標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整，大壩電廠的#2機(jī)組中低聯(lián)軸器冷態(tài)下的高差達(dá)1.10mm（標(biāo)準(zhǔn)為0.25mm），并由此產(chǎn)生了汽封間隙難于調(diào)整，啟動(dòng)時(shí)造成動(dòng)靜摩擦、軸瓦溫度高、磨損、暖機(jī)時(shí)間加長(zhǎng)等問(wèn)題。停機(jī)時(shí)，由于中軸承座不能及時(shí)回收，轉(zhuǎn)子的死點(diǎn)在中軸承座內(nèi)，當(dāng)轉(zhuǎn)子回收后，造成低壓缸差脹報(bào)警，甚至動(dòng)靜碰磨。勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子與#11、#12軸瓦發(fā)生軸向磨損（軸瓦烏金軸向磨損10mm以上） (3) 管道與缸體的連接方式不正確：安裝時(shí)未能充分考慮到管道對(duì)缸體膨脹與收縮的影響，管道與缸體采用硬連接