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1、汽轮机推力轴承温度高原因分析与处理36冶金动力METIIURCICBIPOWER2004年第2期总第102期.葛苔d嘹热电钧=?汽轮机推力轴承温度高原因分析与处理张广新冯亮(山东铝业股份热乜厂,山东淄博255052)【摘要】针对山东铝业公司热电厂汽轮机推力轴承推力瓦块不定点温度高这一特殊现象进行了原因分析,进行了升降负荷及油温改变试验,提出了改良措施.通过检修轴承,推力轴承温度高故障得以消除,保证了汽轮机平安稳定经济运行.【关键词l汽轮机;推力轴承;温度【中图分类号】TK26【文献标识码】B【文章编号】10066764(2004)02003603CausesAnalysisofHighTemp
2、eratureofThrustBearingf0rTurbineandDisposalZHANGGuangxin,FENGLiang【Abstract】Thecausesofhightemperatmeinsomepointsonthethrusttilesofthethrustbear-ingsf0rtheturbineoftheHeatPowerPlantotShandongAluminiumIndustryCo.wereanalyzed.Thetestsofincreasinganddecreasingloadandchangingoiltemperaturewerecarriedout
3、,andimprovingmeasuresweregiven.Basedonrepairingofthebearings,hightemperatureofthethrustbearingswereeliminated,whichguaranteedsafe,stableandeconomicrunningoftheturbine.【Keywordsiturbine;thrustbearing;temperature1前言山东铝业公司热电厂4汽轮机为哈尔滨汽轮机厂产C258.83/0.98型高温高压,单缸,单轴,单抽凝汽式汽轮机.其额定参数是:功率为350000300推力支持椭圆轴承,共装有1
4、0块工作推力瓦块.该机组自1998年8月投产以来,各种运行参数均正常,只存在油质脏致使调速部件易卡涩缺陷.1999年5月检查性大修没发现异常,稳定运行一个多月后,突然一次甩负荷,出现了推力瓦块几点温度超标的情况,超过允许值90以上,致使机组最高负荷只能带30000kW,严整影响机组出力,损失巨大.汽轮机运行推力瓦温超标状况:纯凝工况,当进汽量为60t/h,负荷为12000kW时;抽汽工况,当进汽量为200t/h,抽汽量为90t/h,负荷为30000kW.推力瓦块便有23块到达90多,并且温度高点瓦块随着机组起停,负荷变化时常变换,呈非规律性变化,致使机组负荷带不满,并且严重影响机组平安.此种推
5、力瓦温高现象非常特殊,常规情况下推力瓦温度高只是某几块固定的瓦块,据了解国内机组此缺陷为少见.蒸汽参数,真空,油温,油压等参数均正常的条件下,摘录几次工作推力瓦温度情况如表1.表1汽轮机推力轴承温度参数时间功率/MW抽汽量/(t/h)l推力瓦2推力瓦3推力瓦4推力瓦5推力瓦6推力瓦7推力瓦8推力瓦9推力瓦l0推力瓦2推力轴承温度高原因分析汽轮机的推力即整个转子上的轴向推力主要是各级轴向推力的总和,是由作用在动叶上的轴向推力,作用在叶轮面上的轴向推力以及作用在轴的2004年第2期总第102期冶金动力METALLURCICALPOWER37那么是推力支持联合轴承上的推力轴承,汽轮机转子支持轴承为球
6、面轴承,具有自调中心功能,其作用是由支持轴承承重并固定转子径向位置,以保证转子与汽缸同心;推力轴承固定转子的轴向位置,以保证通流局部动静间的正确轴向间隙,防止动静摩擦,假设轴向推力大于推力轴承的承载能力,推力轴承将会损坏,使转子产生轴向移动,引起动静部件之间接触,磨损甚至破坏.机组在投运后到上次大修前运行状态一直很好,推力轴承工作瓦块温度一直在70c【=左右并无偏高现象,对该机组推力轴承进行了不同工况下的推力核算,证明推力轴承完全能满足机组运行的需要.轴向推力计算如下:(1)作用在动叶上的轴向推力:,l=盯dfIl(Plp2)(2)作用在叶轮面上的轴向推力:Fu=盯/4(d一fb)一d2】(P
7、dP2)(3)作用在轴的凸肩上的轴向推力:F一计算方法同(2)那么作用在轴上的总推力为:lFz=lFI+lF+1Fd级的平均直径:f动叶高度p,喷嘴后蒸汽压力;n级数p:级后蒸汽压力;卜轮毂直径;p隔板和轮盘问汽室中的蒸汽压力轴向推力计算结果如表2所示.表2轴向推力计算结果汇总机组运行时通过改变润滑油温度,发现个别瓦块在油升温后瓦块温度变化明显.蒸汽参数,真空,油压等参数均正常只改变油温的条件下,摘录几次工作推力瓦温度情况如表3(时间为2001年2月16日,功率均为28.5MW).表3工作推力瓦温度随油温变化参数c【=推力瓦块常见缺陷一般是瓦块的轴承合金产生磨损,裂纹及电腐蚀,引起瓦温升高,严
8、重时导致瓦块轴承合金溶化.产生上述现象,综合起来可有以下几个方面:2.4.1由于运行检修各方面原因,转子轴向推力过大,油膜被挤压得太薄,以致在瓦块出油侧(油膜最薄处)首先出现半干摩擦现象,使轴承合金磨损,温度升高.这种状态继续开展,就会导致轴承合金熔化事故.2.4.2由于油系统的缺陷引起缺油,断油或油质不良.2.4.3推力轴瓦检修质量不佳,如推力瓦块的轴承合金浇铸质量不好,瓦块与推力盘研合不好,以及轴瓦挡油环间隙过大,造成漏油过多,使轴瓦缺油.电腐蚀远比支持轴瓦严重.38冶金动力ME.rAL【_URGICB1P0WER2004年第2期总第102期2.4.5汽轮机振动,推力盘松弛或飘偏,使瓦块长
9、期承受冲击性载荷,轴承合金脆化,发生裂纹,以致剥落等.3推力轴承温度高改良措施3.1小修时将推力瓦块翻出检查,测量其平行度各瓦的厚度差不超过0.02mm,符合设计及安装要试验,证明测点是完好的,检查温度计导线完好.3.2针对汽轮机前轴封漏汽大的缺陷,在小修时将前轴封排汽系统加以改造,降低轴肩上的轴向推力,取得高点推力瓦块温度降低了1oC的效果.改造前前轴封排汽系统如图1所示.I前轴封.图1改造前前轴封排汽系统改造后前轴封排汽系统如图2所示.器图2改造后前轴封排汽系统3.3.1发现前汽封间隙过大为1.50mm,远远大于0.60.8mm的标准要求,致使作用于前汽封轴凸肩处的轴向推力偏大,通过调整汽
10、封间隙到达了设计要求.3.3.2发现推力轴承轴瓦接触面积偏小,由于油楔过大,造成推力瓦接触面积仅为设计面积的70%,致使瓦块出油侧出现干摩擦现象,分析此是瓦温超标的主要原因.于是更换新推力瓦块,增大推力瓦承受推力的接触面,减少瓦块单位推力面上的推力.一致,后部内径比前部大0.24mm,致使转子与轴承接触后推力轴承与支持轴承不能形成90度角,造成局部瓦块温度高,分析此原因是因为以前油质脏造成轴瓦磨损,轴径磨损现象也验证了这一推断.于是更换新瓦,使轴瓦顶,侧间隙满足要求,侧mm03.3.4发现支持轴承水平中分面前低后高,不符合要求,调整支承弹簧使轴瓦到达水平,以便机组在受热膨胀后,保证推力轴承的稳
11、定.3.3.5为了降低瓦温,将温度高的推力瓦块的进油口扩大由l1Bqm加大为12mm,增加推力瓦的润滑油量,加强推力瓦的冷却.4改良效果下,推力瓦温度最高点仅85.而机组带额定负荷推力为76.6kN时,推力瓦温度最高点仅79,完全能保证机组平安经济稳定运行.I参考文献1i1l茵保海,白玉,牛东.汽轮机原理与构造IMI.北京:中国电版社,2000li山省电力工业局编.汽轮机设备运行IM1.北京:中国电力版社,1997.I3j西省电力一业局编.汽轮机设备检修IM1.北京:中国电力出版社,l997.收稿日期:20031104作者简介:张广新(1959一),男,哈尔滨工业大学热能动力专业工程硕l:,现任山东铝业股份热电厂厂长,高级工程师.,十.+.+.+.+.+.+.+.十.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+.+-+,+:更正:+本刊2004年第1期?高炉炼铁的脱湿鼓风?一文作者王筱留同志简介中作者职称有误,该同志:应为北京科技大学退休教师.本刊未能对此作有效核对造成过失,在此谨向读者及王筱留同志本人:+.-.-?.-.一.-.+-.-?-?-+一.-.-?.一.-.一+-+-+-+一+一+-+-.+一+-+-+.+.+-+-+.+.+.一+.+-.+一-+.+.+.
汽轮机推力轴承温度高原因分析与处理
