汽轮机推力轴承超温原因分析.doc

汽轮机轴向位移增大原因及处理 汽轮机轴向位移增大 一、汽轮机轴向位移增大的原因 1)负荷或蒸汽流量突变； 2)叶片严重结垢； 3)叶片断裂； 4)主、再热蒸汽温度和压力急剧下降； 5)轴封磨损严重，漏汽量增加； 6)发电机转子串动； 7)系统周波变化幅度大； 8)凝汽器真空下降； 9)汽轮机发生水冲击； 10)推力轴承磨损或断油。 二、汽轮机轴向位移增大的处理 1)当轴向位移增大时，应严密监视推力轴承的进、出口油温、推力瓦金属温度、胀差及机组振动情况； 2)当轴向位移增大至报警值时，应报告值长、运行经理，要求降低机组负荷； 3)若主、再热蒸汽参数异常，应恢复正常； 4)若系统周波变化大、发电机转子串动，应与PLN调度联系，以便尽快恢复正常； 5)当轴向位移达1.0mm或+1.2mm时保护动作机组自动停机。否则手动打闸紧急停机； 6)轴向位移增大虽未达跳机值，但机组有明显的摩擦声及振动增加或轴承回油温度明显升高应紧急停机； 7) 若轴向位移增大而停机后，必须立即检查推力轴承金属温度及轴承进、回油温度，并手动盘车检查无卡涩，方可投入连续盘车，否则进行定期盘车。必须经检查推力轴承、汽轮机通流部分无损坏后方可重新启动。 三、汽机轴向位移测量失灵的运行对策 1）严密监视推力轴承的进、出口油温、推力瓦金属温度，当有超过两块推力瓦金属温度均异常升高，应立即汇报值长，按规程要求采取相应的措施。 2）当判定汽机轴向位移确实增大时，应按上述汽轮机轴向位移增大的处理措施进行处理。 800 MW汽轮机推力轴承温度超标原因分析及处理来源：热电联盟 作者：佚名 发布日期：2008-10-30 14:28:14 关键词: 800 MW 简介：大唐长山热电厂(131109) 薛晓峰 宋立滨 石明星 【摘 要】 针对绥中发电有限责任公司2号汽轮机推力轴承瓦温超标、推力瓦瓦块磨损严重的缺陷，在介绍推力瓦结构基础上，对推力瓦块温度超标原因进行了安装方 . 大唐长山热电厂(131109) 薛晓峰 宋立滨 石明星 【摘 要】 针对绥中发电有限责任公司2号汽轮机推力轴承瓦温超标、推力瓦瓦块磨损严重的缺陷，在介绍推力瓦结构基础上，对推力瓦块温度超标原因进行了安装方面的分析，并进行相应的处理，收到了良好的效果，为同类型问题的处理提供了参考。【关键词】 汽轮机 推力轴承 磨损 温度 汽轮发电机组的推力轴承主要作用是承受汽轮机转子在运行中的轴向推力、维持汽轮机转子和静止部件间的正常轴向间隙，因此推力轴承的正常工作是汽轮发电机组安全经济运行的先决条件之一。推力轴承瓦块温度是推力轴承运行状态的一个重要参数，在机组运行过程中瓦块温度长期超标，会加速推力瓦块的磨损，严重的将导致推力瓦块烧毁，造成汽轮机的重大损坏事故。1 设备概况绥中发电有限责任公司2号汽轮机为俄罗斯列宁格勒金属工厂制造的-800-240-5型单轴、超临界、一次中间再热、五缸、六排汽凝汽式汽轮机，为我国目前火力发电厂运行机组中的单机容量之冠，具有容量大、效率高、运行稳定的优点，为我国火力发电在大容量、超临界参数机组上的安装、运行、检修、维护方面开创了先河，并且积累了宝贵的经验。1.1 推力轴承结构 -800-240-5型汽轮机组推力轴承的安装在高压缸后面，采用推力支撑联合轴承的结构形式。它的支撑轴瓦为6块可倾瓦块的球面瓦，推力轴承采用工作面和非工作面，均为12块扇形瓦块的结构形式，推力瓦瓦块分别布置在支撑轴承的两侧，结构见图1。 1.推力瓦块2.推力瓦块安装环3.推力瓦块安装环与球面瓦的配合面4.推力瓦块供油孔 5.球面瓦6.球面瓦与瓦枕配合面7.瓦枕8.推力间隙调整垫 图1 -800-240-5型汽轮机推力轴承结构 1.2 推力轴承存在的问题 绥中发电发电有限责任公司2号汽轮机从2000年投产以来，机组在高负荷下运行时，推力轴承工作瓦块温度就一直超标。在500、700、800 MW负荷下，推力瓦块温度为78.8、74.9、74.6 ，最高达97 。到目前共对2号汽轮机进行了3次小修，每次推力轴承解体时都发现工作面12个瓦块全部存在不同程度的磨损，其中工作面下半6个瓦块磨损较重，上半6个瓦块磨损较轻。2 推力瓦块温度超标原因分析2.1 机组轴向推力增大 绥中发电有限责任公司2号汽轮机由1个高压缸、1个中压缸、3个低压缸组成，除高压缸采用中间进汽回流结构外，其他汽缸均采用中间进汽两侧分流结构。这种方式能最大限度地平衡汽缸本身的轴向推力，剩余的轴向推力则由汽轮机的推力轴承来平衡。2号机大修时，对各汽缸解体后发现高压第二级围带有4处断裂，16个动叶铆钉头全部磨损，与速度级配合的叶顶汽封片全部脱落；高压第一级隔板第一圈汽封磨损脱落及高压所有压力级叶顶汽封片全部脱落；另外高、中压及低压缸有一大部分汽封间隙超出标准，致使轴向推力整体增加。通流部分的径向汽封间隙变大，会增加每级隔板前后的蒸汽压力差，使轴向推力增大。2.2 推力轴承本身存在问题 推力轴承采用这种结构形式可以缩短高压转子长度和承受较大轴向推力，而且推力轴承固定在球面上，能够提高推力瓦块承力的均匀度，从而使推力瓦块温度更加均匀。大修解体时对推力瓦进行外观检查，发现了一些导致推力轴承温度超标的原因。a. 推力瓦块安装环平行度超标 平行度标准为0.02 mm，实际测量为0.08 mm，严重超标导致各瓦块受力不均，从而影响各瓦块与推力轴承的正常接触，使个别瓦块承受温度偏高。b. 推力轴承定位销与销孔配合不良 推力轴承结合面用4个定位销来实现上下半的自定位，800 MW汽轮机检修工艺规程要求定位销与配合销孔过盈0.010.03 mm，实际测量发现各销均与销孔配合过松，无法起到定位作用，使推力轴承上、下瓦在正常工作时互相错位，导致工作瓦块与推力盘的接触不良。c. 推力轴承两侧油档间隙超标 推力轴承两侧装有油档，防止大量润滑油从油档处泄出，按800 MW汽轮机检修工艺规程要求，两侧间隙0.50.8 mm，上侧间隙为0.51.2 mm，下侧间隙为0.20.4 mm。目前工作瓦块侧油档间隙左1.4 mm、右1.2 mm、上2.1 mm、下0.7 mm。油档间隙超标，减少了瓦块工作时的正常润滑油量，导致瓦块温度增高。d. 推力轴承紧力不当、轴承球面接触不良 通过测量发现推力轴承解体测量瓦盖紧力为0.25 mm，球面紧力为0.02 mm，厂家图纸要求瓦盖紧力为0.200.25 mm，球面紧力为00.03 mm，出厂记录球面紧力为0.02 mm间隙，安装时间隙调整按上限进行。由于推力轴承紧力过大，致使推力轴承的球面瓦本身的自位调节能力降低，也能够造成推力瓦块的温度偏高。而着色检查得出轴承球面接触面积只能达到50%左右，远远小于75%的标准，使球面承力性能下降。 e. 推力瓦块与推力盘接触不好 推力瓦块与推力盘的接触直接影响着瓦块的工作状况，对解体后的所有瓦块进行着色检查，并进行厚度测量，发现单块瓦块接触面积小于75%，约60%，而且相邻瓦块的厚度差大于0.02 mm，从而引起接触不良，使个别瓦块承受较大负荷，导致温度升高。2.3 推力轴承供油量不足如果推力轴承的供油量不足将会导致瓦块温度升高，而且长期处于缺油状态下运行还会加大瓦块磨损。现在向推力轴承小油箱供油的节流孔板孔径为55，而从小油箱向推力轴承供油的节流孔板孔径为48。通过计算表明，应将油量再提高6%才能满足推力轴承正常工作需要。润滑油进入到推力瓦后是通过布置在每个推力轴承旁边的供油管进行供油，规程要求供油管管口到瓦块表面的距离为3.54.0 mm，实际测量最小为2.98 mm，最大为3.68 mm。这些缺陷导致推力瓦供油量不足。3 处理措施 a. 将安装环进行研刮，使安装环接触面积达到质量要求每平方厘米75%点接触，安装环平行度控制在0.02 mm以内； b. 重新配制结合面4个定位销子，要求紧力达到要求； c. 更换新油档，更换后的油档径向间隙：左0.65 mm、右0.6 mm、上1.0 mm、下0.3 mm；d. 对所有的瓦块进行修刮，并且更换磨损量较大的瓦块，保证接触面积达到75%以上，接触点连续均匀，并且相邻瓦块的厚度差小于0.02 mm； e. 对高压缸损坏的围带进行重新安装，并且对磨损严重的汽封块更换，调整整个通流部分汽封的径向间隙到达标准范围内，已减少汽封漏汽量，从而减少轴向推力；f. 在保证推力轴承小油箱内油压不变情况下，将小油箱供油节流孔直径由55改为57.4，将二瓦供油节流孔直径48改为51，以达到提高供油量增加6%的目的。同时将各瓦块的供油管与瓦块钨金面的距离调整到4.0 mm。原推力瓦块只有1个2 mm的进油间隙，为了增加瓦块的进油量，在推力瓦块进油侧开大进油楔。进油楔尺寸，顶部留有10 mm，宽度为10 mm，边缘深度为0.2 mm，而后逐渐变浅的楔型。4 检修后效果 2003年11月5日，2号机组大修后一次性启动成功。通过对运行中的推力轴承各瓦块温度的统计及对比可以看出，处理方案是行之有效的，达到了预期的效果，机组在500、700、800 MW负荷下推力瓦块温度为65.8、69.4、68.8 。通过分析及处理过程可以看出：汽轮机高压隔板叶顶汽封片脱落造成机组轴向推力增大是导致推力轴承瓦块温度超标的主要原因，推力轴承本身的安装缺陷加剧了温度升高的程度。通过采取上述有效措施，虽然解决了推力轴承工作瓦块温度高的问题，能够保证机组安全稳定运行，但是还存在个别瓦块温度略有偏高的现象。决定在下次大修中将速度级阻汽片及所有压力级阻汽片全部进行更换，这样就最大限度的减少机组的轴向推力，降低推力瓦块温度，提高机组的健康水平 绥中电厂2号汽轮机推力瓦温度高原因分析及处理作者：佚名 发布日期：2008-1-8 18:37:13 (阅117次)关键词: 汽轮机处理电厂 绥中电厂2号汽轮机为俄罗斯生产的800MW超临界凝汽式机组。该机自2000年投产以来，推力轴承工作瓦块温度一直偏高，推力轴承工作瓦12个瓦块均存在不同程度的磨损。为了控制工作瓦温度不超允许值，经常限制负荷运行。通过多次试验，经过认真分析，推力轴承工作瓦块温度偏高的主要原因是推力轴承球面接触不好、自位性较差、推力瓦供油量不足。2003年3月、9月利用该机临检和大修的机会，针对推力瓦的实际情况，在调整推力轴承球面紧力和增大推力瓦进油截面等方面做了大量工作。处理后，机组带780-800MW负荷，工作瓦温度由94.3降至83.7，效果明显，恢复了机组带满负荷运行能力。但是，大修中推力轴承球面接触不好未做处理；大修后，因设备问题机组负向推力增大；预计这两个问题处理后，推力瓦温度会进一步降低。关键词：汽轮机推力轴承推力瓦温度1简述绥中发电厂2号汽轮机为俄罗斯列宁格勒金属工厂生产的800MW单轴、五缸、中间再热、凝汽式超临界机组。该机组的轴向推力主要产生于高压缸，高压缸采用双层回流结构，主蒸汽由高压缸中间部分进入前6级（前箱侧），然后蒸汽以180转弯流过内外缸夹层进入高压缸后6级（发电机侧）。中压缸和三个低压缸均为对称布置。推力轴承设计为H型，即机组有两个推力盘，当推力为正向时，非工作瓦受力；反之工作瓦受力。正常运行时，该机显示负串轴，所以工作瓦温度高于非工作瓦温度。该机自2000年投产以来，推力轴承工作瓦块温度一直偏高，最高时达到97。为了控制工作瓦温度不超标，该机组经常保持负荷在700MW左右运行。2003年3月机组第三次临检，推力轴承解体检查，工作瓦12个瓦块全部存在不同程度的磨损，其中工作瓦下半6个瓦块磨损较重，而上半6个磨损较轻。该机每次临检后都将磨损严重的瓦块更换为新瓦，但是经过一个临检周期后工作瓦块的磨损情况又重新出现。2003年3月、9月利用该机临检和大修的机会，针对推力瓦的情况进行了调整和处理，使其工作瓦最高温度由94.3降至83.7，机组可以带满负荷运行。2数据收集为了充分了解该机组推力瓦温度高产生的原因及检修后的效果，对该机03年3月临检前、后和大修后运行的有关数据做了全面收集和整理。临检前数据是对该机组DAS系统的历史记录拷贝整理后得到；临检后和大修后数据是不同工况的试验记录。3原因分析3.1推力轴承自位性差3.1.1从推力轴承球面接触情况看推力轴承自位性推力轴承解体后，经过着色检查发现，下瓦球面两条环形球面，前箱侧接触面积约为80左右，而发电机侧仅为50左右（正常要求80）。从推力轴承球面接触情况看，没有达到设计要求。从比压角度讲，发电机侧环形球面减少30，该侧比压就要比设计值增加37.5。由于二瓦扬度较大(详见表1)，发电机侧环形球面受力情况大于前箱侧环形球面，故发电机侧环形球面比压比以上计算值还要大。因此，非常容易产生推力轴承自位不灵活。3.1.2从两侧轴向位移曲线变化偏差分析推力轴承自位性两侧轴向位移曲线变化偏差（见图1）。2003年1月16日机组启动前左侧-0.22mm，右侧-0.36mm，右侧大于左侧0.14mm；负荷350MW时，两侧相交；负荷535MW时，左侧-0.853mm，右侧-0.805mm，左侧大于右侧0.048mm；从轴向位移左右两侧变化情况看，成交替变化曲线。即当负荷变化时，左右高压调节汽门开度不同、进汽量不同，致使高压转子左右受力不均而产生偏转，推力盘也随之发生偏转。如果推力轴承自位性好，推力瓦与推力盘间仍可保持平行接触，对推力瓦温度升高不会产生负面影响。反之，完全可以引发部分推力瓦块的受力不均，使其温度升高。3.1.3从推力轴承工作瓦面温度变化的不可重复性分析推力轴承自位性图2轴向位移与推力瓦工作瓦面温度变化的关系。轴向位移-0.83mm时，#3工作瓦温度86，#8工作瓦温度92；当轴向位移增至-0.86mm后又退回到-0.83mm时，#3工作瓦温度升至95，#8工作瓦温度降至88；如果推力轴承自位性好，轴向位移与推力瓦工作瓦面温度变化应该是一一对应的，不应该出现偏差大的现象。3.1.4从汽轮机转子扬度不同分析推力轴承自位性1号机与2号机安装时转子扬度值调整结果比较（见表1）。表1单位：mm/m查看两台机组#2瓦位置转子扬度1号机0.22mm，2号机1.23mm，后者比前者前扬高出1.01mm。由于该机组#2瓦处转子前扬较大，推力轴承工作瓦下半瓦块的磨损量又大于上半瓦块，推力轴承工作瓦下半瓦块受力程度大于上半瓦块。因此，这个现象也说明了推力轴承自位性差。3.1.5从高压#3调门开度分析推力轴承自位性该组带负荷563MW，1号4号高压调门分别开启57、58、8和0，轴向位移左侧为-0.93mm,右侧为-0.89mm，推力轴承工作瓦块最高温度为87；机组带负荷660MW，1号4号高压调门分别开启52、50、24和0，轴向位移左侧为-0.88mm,右侧为-0.88mm，推力轴承工作瓦块最高温度为77。比较两种工作方式：前者比后者3号高压调门少开启16；轴向位移向正向移动，左侧减少-0.05mm，右侧减少-0.01mm，左侧比右侧多串动-0.04mm；工作瓦温度最大减少约10（见表2）。原因分析，高压#3调门位于左上方（面向发电机看），当高压#3调门开度很小时，高压转子前端主要接受高压#1、#2调门进汽作用力，使#2瓦处轴径向上抬起，转子平衡盘随之前仰增大，推力轴承工作瓦下瓦块受力增加，影响到瓦温升高。当高压#1、#2调门开度不变，高压#3调门开大，推力轴承工作瓦下瓦块受力减小，瓦温降低。假如推力轴承自位性很好，此类现象不会出现。3.2推力轴承供油量不足由推力轴承工作瓦块磨损情况分析，推力瓦工作瓦共有12个瓦块，每次解体都发现每个瓦块的出油面均有磨痕，只是轻重程度不同。推力瓦工作瓦面共计12个温度测点，最高点温度97，最低点温度只有64.5，而厂家容许温度100。为什么瓦温没有超标，而瓦块却被磨损了？分析原因主要是，工作瓦侧供油量不足，油膜形成不好所致。由推力轴承工作瓦块供油结构可知，在工作瓦调整环上瓦块与瓦块之间有一个19.3mm供油短管，供油短管出口与推力盘保持一个最小间隙，对供油量起到限流作用。图纸要求该间隙应保证在3.5mm4.0mm之间，而实际测量仅有3.1mm。经计算实际供油量是图纸要求最小供油量的88，是最大供油量的77。因此推力轴承工作面侧瓦块供油量明显不足。另外，本机的二瓦为支持推力联合轴承，2瓦的支持和推力轴承来油是通过二、三瓦上部小油箱供给。经检查小油箱下部供油孔的球面结合面部分约有50接触不好，即有一部分油从此处漏入油箱，同时也减少了推力瓦的供油量。3.3轴向推力变大此次大修高压汽缸揭开后，发现高压第二级隔板汽封成组磨损、脱落约占2/5之多，高压第一级动叶叶顶径向汽封也有部分脱落。俄罗斯专家认为，高压第一级动叶叶顶径向汽封的脱落属于设计制造方面问题，同型机组也有此类情况出现。因此，根据俄罗斯专家的建议将整圈汽封全部拿掉，以防再次脱落，打坏叶片。高压第一级动叶叶顶径向汽封拿掉后，径向间隙最大增至约有1.5mm2.0mm。这次大修后起动与大修前比较，轴向位移负向增大约0.3375mm（见表3）。大修前对应负荷778MW推力瓦工作面温度最高85.9(详见表4)，大修中对推力瓦供油量及球面紧力又做了进一步调整，大修后启动对应负荷780MW工作瓦温降至83.7。如果不考虑轴向位移负向增大的影响，工作瓦温还应降得更低些。因此，轴向位移负向增大无疑对推力瓦工作面温度降低产生了不利影响。4主要处理措施4.1调整球面紧力球面紧力对推力轴承的自位性影响较大，为了增加球面的自位性，将原推力轴承球面紧力0.04mm调整为间隙0.02mm。4.2增加推力轴承供油量4.2.1解体测量工作瓦供油短管出口与推力瓦最小间隙为2.98mm，最大间隙为3.68mm，厂家图纸要求3.54.0mm，故将间隙增加至4.0mm。4.2.2为使推力轴承供油量增加6，经计算在保证二、三瓦小油箱内油压不变情况下，将小油箱供油节流孔直径由原来55mm，改为57.4mm，将二瓦供油节流孔直径由原来48mm，改为51mm。4.2.3联合推力轴承进油孔的密封面是一个球面。通过检查发现，球面有50接触不好，并且存在大约0.05mm的缝隙。为了防止轴承供油从此间隙漏出而影响推力轴承的供油量，轴承回装时在球型密封面涂上密封胶做了简单处理。4.3更换推力瓦和调整环临检中对磨损严重的瓦块及有0.05mm瓢偏的调整环进行了更换，以减少各推力瓦块与平衡盘之间的受力不均。4.4处理结果大修处理后（含临检处理），负荷在755MW至780MW之间，工作瓦最高温度下降了10.6；平均温度下降了5.6。