汽輪機(jī)推力瓦溫度高的原因分析和處理

汽輪機(jī)推力瓦溫度高的原因分析和處理第一部分推力瓦溫度高的原因分析汽輪發(fā)電機(jī)組的推力軸承是承受轉(zhuǎn)子在運(yùn)行中的軸向推力，維持汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和靜止部件的正常的軸向間隙。推力軸承瓦塊溫度是推力軸承運(yùn)行狀態(tài)的一個(gè)重要參數(shù)，一旦造成推力瓦塊溫度超高，烏金磨損燒壞，轉(zhuǎn)子便會(huì)發(fā)生不允許的軸向位移，使汽輪機(jī)通流部分發(fā)生碰撞，磨損事故。造成推力瓦塊溫度超高的原因總結(jié)入下：1、推力瓦和推力盤(pán)的平行度超標(biāo)：軸承和軸頸的揚(yáng)度不一致，致使工作瓦中某個(gè)區(qū)域的瓦塊溫度偏高，當(dāng)軸頸前揚(yáng)值大于軸承前揚(yáng)值較多時(shí)，會(huì)造成推力工作面上部瓦塊溫度高于下半瓦塊溫度，反之，下半瓦塊承受的推力大于上半瓦塊，而下半瓦塊溫度高于上半瓦塊溫度。2、轉(zhuǎn)子的制造質(zhì)量造成推力盤(pán)飄偏值偏大，導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生推力瓦塊在同一時(shí)間所承受的推力差值偏大，高速、連續(xù)運(yùn)行中因每塊瓦塊上的推力不斷的發(fā)生較大的變化，將影響油膜的不穩(wěn)定建立，則這種情況會(huì)導(dǎo)致工作面整體瓦塊的溫度較高。3、推力工作面瓦塊本體的厚度或瓦塊間的厚度差太大，由于瓦塊本身的厚度差或瓦塊間的厚度差太大，造成運(yùn)轉(zhuǎn)中厚的瓦塊承受的推力大于薄的瓦塊所承受的推力，造成部分較厚的瓦塊溫度較高。4、瓦塊研磨問(wèn)題，瓦塊本身研磨不到位或整體瓦塊間研磨不好，造成瓦塊與推力盤(pán)接觸不好，整體研磨時(shí)，要把瓦塊放到位，并受到一定的軸向推力，這時(shí)的接觸面才是真實(shí)的接觸面。5、推力間隙不合適。因測(cè)量原因或軸承竄動(dòng)錯(cuò)位，推力間隙不夠，潤(rùn)滑油流量不足，油膜形成不好，瓦塊溫度偏高。6、上、下推力工作面所受推力不一致。支持一推力聯(lián)合軸承體上，定位銷(xiāo)配合緊力不夠，導(dǎo)致組裝時(shí)軸承體上、下部位錯(cuò)位，則上、下推力工作面承受的推力不一致，推理的不均勻分布造成上、下推力工作瓦溫度不一致，部分或個(gè)別瓦塊溫度偏高。7、支持一推力聯(lián)合軸承的球面緊力不合適，因機(jī)組所設(shè)計(jì)的球面緊力是按照理想狀態(tài)設(shè)計(jì)的，而往往實(shí)際生產(chǎn)中球面及球面座的光潔度由于制造、安裝等原因達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。運(yùn)行中軸承在推力的作用下歲軸自位能力較差，則各推力瓦塊所承受的推力不一致，造成部分瓦塊的溫度較高，這種現(xiàn)象一般隨著機(jī)組負(fù)荷的變化，瓦塊高溫區(qū)域發(fā)生游動(dòng)的現(xiàn)象較為明顯。8、油膜建立不正常。推力瓦塊本身的搖擺度不夠與擋油環(huán)的制造、定位等原因造成瓦塊隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，擋油環(huán)的凸肩處靠死而不能自由隨動(dòng)，破壞油膜的正常建立，導(dǎo)致瓦塊和推力盤(pán)之間形成少油膜或接近摩擦的運(yùn)行狀態(tài)，導(dǎo)致瓦塊溫度較高（此現(xiàn)象瓦塊的高溫區(qū)域及高值比較穩(wěn)定）。9、支持一推力聯(lián)合軸承中油封間隙調(diào)整不當(dāng)，推力軸承內(nèi)有四道油封（兩道巴氏合金油封，兩道銅軸封）由于軸封間隙調(diào)整不當(dāng)，運(yùn)行中有軸封頂住轉(zhuǎn)軸造成球面不能在推力的作用下隨軸自位，而導(dǎo)致部分推力瓦塊承受的軸向推力較大，溫度較高。10、機(jī)組軸向推力增大，通流部分結(jié)垢，汽封片脫落，汽封間隙超出標(biāo)準(zhǔn)；通流部分的徑向汽封間隙變大，會(huì)增加每級(jí)隔板前后的蒸汽壓力差，使軸向推力增大。11、推力軸承供油量不足，將會(huì)導(dǎo)致瓦塊溫度升高，而且長(zhǎng)期處于缺油狀態(tài)下運(yùn)行，還會(huì)加大瓦塊磨損。

第二部分推力瓦溫度高的處理案例一、啟動(dòng)后推力瓦溫度情況汽輪發(fā)電機(jī)大修后存在個(gè)別推力瓦溫度高的缺陷，定速后溫度情況如下（℃）明顯存在上半側(cè)受力大于下半側(cè)，第8點(diǎn)處于最高處，溫度也是8點(diǎn)處附近為最高點(diǎn)。空間距離8點(diǎn)越遠(yuǎn)，溫度越低。負(fù)荷升高到20MW后推力瓦溫度情況如下（℃）上半瓦塊6~10#瓦塊溫升遠(yuǎn)大于下半，并且以最下點(diǎn)的3#瓦塊為參照，其溫差分布也是6~10瓦塊溫差遠(yuǎn)大于下半。二、原因分析1、支持推力聯(lián)合軸承體上，定位銷(xiāo)配合緊力不夠。由于定位銷(xiāo)配合緊力不夠?qū)е陆M裝時(shí)軸承體上、下部位錯(cuò)位，則上、下推力工作面瓦塊承受的推力不一致，推力的不均勻分布造成上、下推力工作面瓦塊溫度不一致，部分或個(gè)別瓦塊溫度而較高。2、支持推力聯(lián)合軸承的球面緊力不合適。因機(jī)組所設(shè)計(jì)的球面緊力是按理想狀態(tài)設(shè)計(jì)的，而往往實(shí)際生產(chǎn)中球面及球面座的光潔度由于制造、安裝等原因達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行中軸承在推力的作用下隨軸自位能力較差，則各推力瓦塊所承受的推力不一致，造成部分瓦塊的溫度較高，這種現(xiàn)象一般隨著機(jī)組負(fù)荷的變化，瓦塊高溫區(qū)域發(fā)生游動(dòng)的現(xiàn)象較為明顯。3、支持-----推力聯(lián)合軸承中油封間隙調(diào)整不當(dāng)。由于油封間隙調(diào)整不當(dāng)，運(yùn)行中有油封頂住轉(zhuǎn)軸造成球面不能在推力的作用下隨軸自位，而導(dǎo)致部分推力瓦塊承受的軸向推力較大，溫度偏高。4、推力瓦塊和推力盤(pán)的平行度超標(biāo)。軸承和軸頸的揚(yáng)度不一致，至使工作瓦中某個(gè)區(qū)域的瓦塊溫度偏高，當(dāng)軸頸前揚(yáng)值大于軸承前揚(yáng)值較多時(shí)，會(huì)造成推力工作面上部瓦塊溫度高于下半瓦塊溫度（上半瓦塊承受的推力大于下半瓦塊），反之，下半瓦塊承受的推力大于上半瓦塊，而下半瓦塊溫度高于上半瓦塊溫度。5、前箱滑動(dòng)摩擦力大機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程汽缸受熱膨脹，推動(dòng)前箱向前移動(dòng)。由于本機(jī)組沒(méi)有設(shè)置推拉機(jī)構(gòu)，貓爪位置比較高，推力作用下前箱會(huì)產(chǎn)生前傾變形。如果前箱與臺(tái)板摩擦面潤(rùn)滑不良，力矩會(huì)更加增大，變形也會(huì)隨之加大，使上半瓦塊受力增大。這一點(diǎn)經(jīng)前箱支承千斤頂可以減低上半瓦塊溫度、提高下半瓦塊溫度得到證實(shí)。三、檢修措施針對(duì)可能的原因，分別采取措施如下：1、根據(jù)軸瓦中分面銷(xiāo)釘銷(xiāo)孔配合情況，重新配置銷(xiāo)釘，使配合間隙控制在0.02mm以內(nèi)；之后重新研刮推力瓦塊。如果檢修過(guò)程中通過(guò)測(cè)量，上下半軸承有活動(dòng)余度，亦可為了使上瓦均勻受力,將推力瓦上部瓦塊整體向汽缸側(cè)移動(dòng)0.02-0.03mm。2、檢查球面光潔度情況，消除毛刺。調(diào)整球面緊力，建議調(diào)整到0.00~0.02mm間隙。根據(jù)機(jī)組負(fù)荷在20MW以內(nèi)時(shí)推力瓦塊溫度變化，判斷瓦塊還有不均勻受力現(xiàn)象，使溫度增高。因此檢查1瓦軸頸揚(yáng)度，檢查球面瓦的結(jié)合面揚(yáng)度與軸頸一致。3、檢查油擋間隙，避免因?yàn)殚g隙過(guò)小影響綜合瓦的自由擺動(dòng)。4、為使結(jié)合面揚(yáng)度在0.30-0.40mm之間，確保推力瓦垂直，1瓦下部千斤支撐點(diǎn)向上調(diào)整，拆卸出彈簧試驗(yàn)其倔強(qiáng)系數(shù)，調(diào)整上抬力。5、機(jī)組停運(yùn)和啟動(dòng)前，在滑動(dòng)面涂抹潤(rùn)滑劑。在前箱兩側(cè)架百分表監(jiān)測(cè)膨脹是否均勻，必要時(shí)調(diào)整前箱右側(cè)滑銷(xiāo)壓塊加0.05mm墊片，使汽缸左右膨脹一致。下次大修時(shí)拉前箱檢查滑動(dòng)面。由于推力瓦塊互相影響關(guān)系比較復(fù)雜，上述檢修措施不可同時(shí)都采取，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢修測(cè)量后確定重點(diǎn)方案。另外，由于現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)獲取了大量數(shù)據(jù)，可以直接供檢修參考。根據(jù)接帶負(fù)荷后推力瓦塊的溫升和溫差情況，可以直接修刮6~10#瓦塊，修刮量視情況取0.01~0.02mm。此措施需要按照最后一次檢修工藝進(jìn)行回裝，且不可與前述措施同時(shí)執(zhí)行。綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)情況，建議采取本方案。四、運(yùn)行措施運(yùn)行中應(yīng)打開(kāi)前汽封溢汽至4段抽汽閥門(mén)，減小均壓箱對(duì)前汽封的供汽壓力，提高軸封加熱器抽汽壓力。以期減小軸向推力，可以降低整個(gè)推力瓦溫度。五、處理結(jié)果對(duì)推力瓦調(diào)整處理后，機(jī)組在滿負(fù)荷時(shí)推力瓦溫度小于85度。第三部分防控措施在機(jī)組運(yùn)行中，影響推力瓦溫度的原因很多，筆者針對(duì)以下幾方面主要原因來(lái)闡述其原理及防控對(duì)策。1、潤(rùn)滑油系統(tǒng)異常潤(rùn)滑油系統(tǒng)異常包括潤(rùn)滑油壓力降低、潤(rùn)滑油溫度升高及潤(rùn)滑油質(zhì)惡化等內(nèi)容。從推力軸承的工作原理可以看出，潤(rùn)滑油壓力降低，進(jìn)入推力軸承的油量必然要減少，這樣就不可能在推力盤(pán)與工作、非工作瓦塊之間建立良好的油膜，使推力軸承工作出現(xiàn)異常，導(dǎo)致推力瓦溫度升高。而潤(rùn)滑油溫度升高，一方面因?yàn)闈?rùn)滑油從推力軸承中帶出的熱量減少，使推力軸承工作中產(chǎn)生的大量熱量散不出去，造成推力瓦溫度升高。潤(rùn)滑油溫度升高，還會(huì)使透平油的粘度下降，對(duì)推力軸承油膜的形成造成很大的影響。但潤(rùn)滑油溫度也不能過(guò)低，因?yàn)闈?rùn)滑油溫度下降，粘度會(huì)增加，當(dāng)潤(rùn)滑油的粘度增大到一定的程度，也會(huì)對(duì)油膜的形成產(chǎn)生影響。潤(rùn)滑油質(zhì)惡化有雜質(zhì)，會(huì)造成油的粘度降低，進(jìn)入推力軸承油量不足，使推力軸承油膜破壞。以上潤(rùn)滑油系統(tǒng)異常都會(huì)造成推力軸瓦溫度升高，所以在正常運(yùn)行中對(duì)潤(rùn)滑油參數(shù)的監(jiān)視是非常重要的。要嚴(yán)格控制潤(rùn)滑油溫度、壓力在規(guī)定范圍。一旦超限，要立即進(jìn)行調(diào)整，保證系統(tǒng)正常用油。如潤(rùn)滑油壓力下降經(jīng)采取措施無(wú)效達(dá)極限值時(shí)應(yīng)立即停止機(jī)組運(yùn)行，防止事故擴(kuò)大。另外還應(yīng)定期對(duì)潤(rùn)滑油質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)油質(zhì)惡化應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。2、軸向位移增大引起軸向位移增大的原因主要有以下幾方面：2.1

主汽參數(shù)不合格，汽輪機(jī)通流部分過(guò)負(fù)荷汽輪機(jī)過(guò)負(fù)荷，主、再熱蒸汽參數(shù)超過(guò)了設(shè)計(jì)值，高、中壓缸軸向推力相應(yīng)增大而造成軸向位移增大。汽輪機(jī)加負(fù)荷過(guò)快，大量的高參數(shù)蒸汽進(jìn)入高壓缸，使高壓轉(zhuǎn)子前幾級(jí)在進(jìn)汽和出汽瞬間形成很大的壓差，從而在高壓轉(zhuǎn)子上形成巨大的負(fù)推力，把高壓轉(zhuǎn)子推向前箱側(cè)，這樣巨大的推力使推力瓦的非工作瓦迅速磨損。為什么這么大的負(fù)推力沒(méi)有得到平衡呢？在通常情況下，設(shè)計(jì)上已通過(guò)將高、中壓缸進(jìn)汽對(duì)稱布置和通流部件的設(shè)計(jì)使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的軸向推力大部分被平衡掉，而不會(huì)存在過(guò)大的剩余推力，且剩余的軸向推力為正推力。然而由于高、中壓缸調(diào)整汽門(mén)瞬間開(kāi)大或全開(kāi)，大量蒸汽急劇地作用在高、中壓缸前幾級(jí)上，在級(jí)后尚未建立正常壓力的情況下，高壓前幾級(jí)的前后壓差大大高于中壓缸前幾級(jí)的前后壓差，(高、中壓缸進(jìn)汽壓力約為6∶1的關(guān)系)產(chǎn)生了相當(dāng)大的負(fù)推力。機(jī)組在正常運(yùn)行中，要嚴(yán)格控制主汽參數(shù)不得超限，且機(jī)組不得超負(fù)荷運(yùn)行。一旦發(fā)現(xiàn)主汽參數(shù)、負(fù)荷及監(jiān)視段壓力超限，要立即通知鍋爐盡快恢復(fù)，如在規(guī)定時(shí)間內(nèi)不能恢復(fù)，應(yīng)減負(fù)荷運(yùn)行。2.2

汽輪機(jī)通流部分嚴(yán)重結(jié)垢或損壞汽輪機(jī)通流部分嚴(yán)重結(jié)垢，造成汽輪機(jī)汽耗增加，導(dǎo)致汽輪機(jī)軸向推力增大，影響汽輪機(jī)正常運(yùn)行。在機(jī)組運(yùn)行中，一定要保持汽水品質(zhì)合格。通流部分損壞的主要原因是啟?；蜻\(yùn)行方式不合理、保溫質(zhì)量不良、法蘭螺栓加熱不當(dāng)?shù)?。?dòng)靜部分在軸向和徑向方向發(fā)生磨損的原因很難絕對(duì)分開(kāi)，但仍然有所區(qū)別。軸向磨損的主要原因是在啟停、工況變化時(shí)或法蘭加熱裝置投入不當(dāng)時(shí)，使脹差超過(guò)正負(fù)極限值，致使軸向間隙消失而磨損；也有可能由于汽輪機(jī)進(jìn)水、蒸汽低參數(shù)、葉片結(jié)垢、超出力等原因使軸向推力過(guò)大，使推力軸承過(guò)載毀壞而引起動(dòng)靜體碰磨。徑向磨損的主要原因是汽缸和轉(zhuǎn)子熱變形的結(jié)果，也可能是由于機(jī)組振動(dòng)或徑向軸承損壞等。2.3

汽輪機(jī)水擊，使軸向位移增大，推力瓦溫度升高，差脹減小或出現(xiàn)負(fù)差脹汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊時(shí)要破壞真空緊急停機(jī)，這是因?yàn)樗拿芏缺日羝蟮枚?，隨蒸汽通過(guò)噴嘴時(shí)[CM(22]被蒸汽帶至高速，但速度仍低于正常蒸汽速度，高速的水以極大的沖擊力打擊葉片背部，使葉片應(yīng)力超限而損壞，水打擊葉片背部本身就造成軸向推力大幅度升高。此外，水有較大的附著力，會(huì)使通流部分阻塞，使蒸汽不能連續(xù)向后移動(dòng)，使各級(jí)葉片前后壓力差增大，并使各級(jí)葉片反動(dòng)度猛增，產(chǎn)生巨大的軸向推力，使推力軸承燒壞，并使汽輪機(jī)動(dòng)靜之間摩擦碰撞損壞機(jī)組。為防止機(jī)組嚴(yán)重?fù)p壞，汽輪機(jī)發(fā)生水沖擊時(shí)，要果斷的破壞真空緊急停機(jī)。3、汽輪機(jī)單缸進(jìn)汽多缸汽輪機(jī)設(shè)計(jì)高、中壓缸進(jìn)汽對(duì)稱布置來(lái)平衡軸向推力，而多缸汽輪機(jī)單缸進(jìn)汽，就會(huì)破壞這一平衡，引起正向或負(fù)向軸向推力增大，導(dǎo)致推力軸承燒瓦，產(chǎn)生動(dòng)靜摩損。所以在機(jī)組運(yùn)行中禁止汽輪機(jī)單缸進(jìn)汽，如果運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)任一汽缸主汽門(mén)、調(diào)整汽門(mén)關(guān)閉，應(yīng)迅速查找原因并設(shè)法開(kāi)啟，恢復(fù)機(jī)組正常運(yùn)行。否則因立即打閘停機(jī)。4、推力軸承損壞汽輪機(jī)設(shè)計(jì)中采取了高、中壓缸進(jìn)汽對(duì)稱布置，低壓缸采用了分流布置等方法來(lái)平衡軸向推力，其余的軸向推力由推力軸承來(lái)平衡。一旦推力軸承損壞，無(wú)法平衡其余的軸向推力，汽輪機(jī)的軸向位移就會(huì)增大，造成動(dòng)靜部分摩擦。如果運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)推力軸承損壞，應(yīng)停止機(jī)組運(yùn)行，進(jìn)行檢修。5、任意調(diào)速汽門(mén)門(mén)頭脫落汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門(mén)門(mén)關(guān)脫落，會(huì)使調(diào)節(jié)汽門(mén)所在汽缸進(jìn)汽量減少，造成軸向位移相應(yīng)增大。汽輪機(jī)任意調(diào)節(jié)汽門(mén)門(mén)頭脫落，應(yīng)立即設(shè)法使其恢復(fù)，并注意監(jiān)視竄軸