汽轮机推力瓦温度高的原因分析和处理

汽轮机推力瓦温度高的原因分析和处理第一部分推力瓦温度高的原因分析汽轮发电机组的推力轴承是承受转子在运行中的轴向推力，维持汽轮机转子和静止部件的正常的轴向间隙。推力轴承瓦块温度是推力轴承运行状态的一个重要参数，一旦造成推力瓦块温度超高，乌金磨损烧坏，转子便会发生不允许的轴向位移，使汽轮机通流部分发生碰撞，磨损事故。造成推力瓦块温度超高的原因总结入下：1、推力瓦和推力盘的平行度超标：轴承和轴颈的扬度不一致，致使工作瓦中某个区域的瓦块温度偏高，当轴颈前扬值大于轴承前扬值较多时，会造成推力工作面上部瓦块温度高于下半瓦块温度，反之，下半瓦块承受的推力大于上半瓦块，而下半瓦块温度高于上半瓦块温度。2、转子的制造质量造成推力盘飘偏值偏大，导致运行时产生推力瓦块在同一时间所承受的推力差值偏大，高速、连续运行中因每块瓦块上的推力不断的发生较大的变化，将影响油膜的不稳定建立，则这种情况会导致工作面整体瓦块的温度较高。3、推力工作面瓦块本体的厚度或瓦块间的厚度差太大，由于瓦块本身的厚度差或瓦块间的厚度差太大，造成运转中厚的瓦块承受的推力大于薄的瓦块所承受的推力，造成部分较厚的瓦块温度较高。4、瓦块研磨问题，瓦块本身研磨不到位或整体瓦块间研磨不好，造成瓦块与推力盘接触不好，整体研磨时，要把瓦块放到位，并受到一定的轴向推力，这时的接触面才是真实的接触面。5、推力间隙不合适。因测量原因或轴承窜动错位，推力间隙不够，润滑油流量不足，油膜形成不好，瓦块温度偏高。6、上、下推力工作面所受推力不一致。支持一推力联合轴承体上，定位销配合紧力不够，导致组装时轴承体上、下部位错位，则上、下推力工作面承受的推力不一致，推理的不均匀分布造成上、下推力工作瓦温度不一致，部分或个别瓦块温度偏高。7、支持一推力联合轴承的球面紧力不合适，因机组所设计的球面紧力是按照理想状态设计的，而往往实际生产中球面及球面座的光洁度由于制造、安装等原因达不到设计要求。运行中轴承在推力的作用下岁轴自位能力较差，则各推力瓦块所承受的推力不一致，造成部分瓦块的温度较高，这种现象一般随着机组负荷的变化，瓦块高温区域发生游动的现象较为明显。8、油膜建立不正常。推力瓦块本身的摇摆度不够与挡油环的制造、定位等原因造成瓦块随转子的转动时，挡油环的凸肩处靠死而不能自由随动，破坏油膜的正常建立，导致瓦块和推力盘之间形成少油膜或接近摩擦的运行状态，导致瓦块温度较高（此现象瓦块的高温区域及高值比较稳定）。9、支持一推力联合轴承中油封间隙调整不当，推力轴承内有四道油封（两道巴氏合金油封，两道铜轴封）由于轴封间隙调整不当，运行中有轴封顶住转轴造成球面不能在推力的作用下随轴自位，而导致部分推力瓦块承受的轴向推力较大，温度较高。10、机组轴向推力增大，通流部分结垢，汽封片脱落，汽封间隙超出标准；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。11、推力轴承供油量不足，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。

第二部分推力瓦温度高的处理案例一、启动后推力瓦温度情况汽轮发电机大修后存在个别推力瓦温度高的缺陷，定速后温度情况如下（℃）明显存在上半侧受力大于下半侧，第8点处于最高处，温度也是8点处附近为最高点。空间距离8点越远，温度越低。负荷升高到20MW后推力瓦温度情况如下（℃）上半瓦块6~10#瓦块温升远大于下半，并且以最下点的3#瓦块为参照，其温差分布也是6~10瓦块温差远大于下半。二、原因分析1、支持推力联合轴承体上，定位销配合紧力不够。由于定位销配合紧力不够导致组装时轴承体上、下部位错位，则上、下推力工作面瓦块承受的推力不一致，推力的不均匀分布造成上、下推力工作面瓦块温度不一致，部分或个别瓦块温度而较高。2、支持推力联合轴承的球面紧力不合适。因机组所设计的球面紧力是按理想状态设计的，而往往实际生产中球面及球面座的光洁度由于制造、安装等原因达不到设计要求，运行中轴承在推力的作用下随轴自位能力较差，则各推力瓦块所承受的推力不一致，造成部分瓦块的温度较高，这种现象一般随着机组负荷的变化，瓦块高温区域发生游动的现象较为明显。3、支持-----推力联合轴承中油封间隙调整不当。由于油封间隙调整不当，运行中有油封顶住转轴造成球面不能在推力的作用下随轴自位，而导致部分推力瓦块承受的轴向推力较大，温度偏高。4、推力瓦块和推力盘的平行度超标。轴承和轴颈的扬度不一致，至使工作瓦中某个区域的瓦块温度偏高，当轴颈前扬值大于轴承前扬值较多时，会造成推力工作面上部瓦块温度高于下半瓦块温度（上半瓦块承受的推力大于下半瓦块），反之，下半瓦块承受的推力大于上半瓦块，而下半瓦块温度高于上半瓦块温度。5、前箱滑动摩擦力大机组启动过程汽缸受热膨胀，推动前箱向前移动。由于本机组没有设置推拉机构，猫爪位置比较高，推力作用下前箱会产生前倾变形。如果前箱与台板摩擦面润滑不良，力矩会更加增大，变形也会随之加大，使上半瓦块受力增大。这一点经前箱支承千斤顶可以减低上半瓦块温度、提高下半瓦块温度得到证实。三、检修措施针对可能的原因，分别采取措施如下：1、根据轴瓦中分面销钉销孔配合情况，重新配置销钉，使配合间隙控制在0.02mm以内；之后重新研刮推力瓦块。如果检修过程中通过测量，上下半轴承有活动余度，亦可为了使上瓦均匀受力,将推力瓦上部瓦块整体向汽缸侧移动0.02-0.03mm。2、检查球面光洁度情况，消除毛刺。调整球面紧力，建议调整到0.00~0.02mm间隙。根据机组负荷在20MW以内时推力瓦块温度变化，判断瓦块还有不均匀受力现象，使温度增高。因此检查1瓦轴颈扬度，检查球面瓦的结合面扬度与轴颈一致。3、检查油挡间隙，避免因为间隙过小影响综合瓦的自由摆动。4、为使结合面扬度在0.30-0.40mm之间，确保推力瓦垂直，1瓦下部千斤支撑点向上调整，拆卸出弹簧试验其倔强系数，调整上抬力。5、机组停运和启动前，在滑动面涂抹润滑剂。在前箱两侧架百分表监测膨胀是否均匀，必要时调整前箱右侧滑销压块加0.05mm垫片，使汽缸左右膨胀一致。下次大修时拉前箱检查滑动面。由于推力瓦块互相影响关系比较复杂，上述检修措施不可同时都采取，要根据现场检修测量后确定重点方案。另外，由于现场已经获取了大量数据，可以直接供检修参考。根据接带负荷后推力瓦块的温升和温差情况，可以直接修刮6~10#瓦块，修刮量视情况取0.01~0.02mm。此措施需要按照最后一次检修工艺进行回装，且不可与前述措施同时执行。综合考虑现场情况，建议采取本方案。四、运行措施运行中应打开前汽封溢汽至4段抽汽阀门，减小均压箱对前汽封的供汽压力，提高轴封加热器抽汽压力。以期减小轴向推力，可以降低整个推力瓦温度。五、处理结果对推力瓦调整处理后，机组在满负荷时推力瓦温度小于85度。第三部分防控措施在机组运行中，影响推力瓦温度的原因很多，笔者针对以下几方面主要原因来阐述其原理及防控对策。1、润滑油系统异常润滑油系统异常包括润滑油压力降低、润滑油温度升高及润滑油质恶化等内容。从推力轴承的工作原理可以看出，润滑油压力降低，进入推力轴承的油量必然要减少，这样就不可能在推力盘与工作、非工作瓦块之间建立良好的油膜，使推力轴承工作出现异常，导致推力瓦温度升高。而润滑油温度升高，一方面因为润滑油从推力轴承中带出的热量减少，使推力轴承工作中产生的大量热量散不出去，造成推力瓦温度升高。润滑油温度升高，还会使透平油的粘度下降，对推力轴承油膜的形成造成很大的影响。但润滑油温度也不能过低，因为润滑油温度下降，粘度会增加，当润滑油的粘度增大到一定的程度，也会对油膜的形成产生影响。润滑油质恶化有杂质，会造成油的粘度降低，进入推力轴承油量不足，使推力轴承油膜破坏。以上润滑油系统异常都会造成推力轴瓦温度升高，所以在正常运行中对润滑油参数的监视是非常重要的。要严格控制润滑油温度、压力在规定范围。一旦超限，要立即进行调整，保证系统正常用油。如润滑油压力下降经采取措施无效达极限值时应立即停止机组运行，防止事故扩大。另外还应定期对润滑油质进行化验，发现油质恶化应及时进行处理。2、轴向位移增大引起轴向位移增大的原因主要有以下几方面：2.1

主汽参数不合格，汽轮机通流部分过负荷汽轮机过负荷，主、再热蒸汽参数超过了设计值，高、中压缸轴向推力相应增大而造成轴向位移增大。汽轮机加负荷过快，大量的高参数蒸汽进入高压缸，使高压转子前几级在进汽和出汽瞬间形成很大的压差，从而在高压转子上形成巨大的负推力，把高压转子推向前箱侧，这样巨大的推力使推力瓦的非工作瓦迅速磨损。为什么这么大的负推力没有得到平衡呢？在通常情况下，设计上已通过将高、中压缸进汽对称布置和通流部件的设计使汽轮机转子上产生的轴向推力大部分被平衡掉，而不会存在过大的剩余推力，且剩余的轴向推力为正推力。然而由于高、中压缸调整汽门瞬间开大或全开，大量蒸汽急剧地作用在高、中压缸前几级上，在级后尚未建立正常压力的情况下，高压前几级的前后压差大大高于中压缸前几级的前后压差，(高、中压缸进汽压力约为6∶1的关系)产生了相当大的负推力。机组在正常运行中，要严格控制主汽参数不得超限，且机组不得超负荷运行。一旦发现主汽参数、负荷及监视段压力超限，要立即通知锅炉尽快恢复，如在规定时间内不能恢复，应减负荷运行。2.2

汽轮机通流部分严重结垢或损坏汽轮机通流部分严重结垢，造成汽轮机汽耗增加，导致汽轮机轴向推力增大，影响汽轮机正常运行。在机组运行中，一定要保持汽水品质合格。通流部分损坏的主要原因是启停或运行方式不合理、保温质量不良、法兰螺栓加热不当等。动静部分在轴向和径向方向发生磨损的原因很难绝对分开，但仍然有所区别。轴向磨损的主要原因是在启停、工况变化时或法兰加热装置投入不当时，使胀差超过正负极限值，致使轴向间隙消失而磨损；也有可能由于汽轮机进水、蒸汽低参数、叶片结垢、超出力等原因使轴向推力过大，使推力轴承过载毁坏而引起动静体碰磨。径向磨损的主要原因是汽缸和转子热变形的结果，也可能是由于机组振动或径向轴承损坏等。2.3

汽轮机水击，使轴向位移增大，推力瓦温度升高，差胀减小或出现负差胀汽轮机发生水冲击时要破坏真空紧急停机，这是因为水的密度比蒸汽大得多，随蒸汽通过喷嘴时[CM(22]被蒸汽带至高速，但速度仍低于正常蒸汽速度，高速的水以极大的冲击力打击叶片背部，使叶片应力超限而损坏，水打击叶片背部本身就造成轴向推力大幅度升高。此外，水有较大的附着力，会使通流部分阻塞，使蒸汽不能连续向后移动，使各级叶片前后压力差增大，并使各级叶片反动度猛增，产生巨大的轴向推力，使推力轴承烧坏，并使汽轮机动静之间摩擦碰撞损坏机组。为防止机组严重损坏，汽轮机发生水冲击时，要果断的破坏真空紧急停机。3、汽轮机单缸进汽多缸汽轮机设计高、中压缸进汽对称布置来平衡轴向推力，而多缸汽轮机单缸进汽，就会破坏这一平衡，引起正向或负向轴向推力增大，导致推力轴承烧瓦，产生动静摩损。所以在机组运行中禁止汽轮机单缸进汽，如果运行中发现任一汽缸主汽门、调整汽门关闭，应迅速查找原因并设法开启，恢复机组正常运行。否则因立即打闸停机。4、推力轴承损坏汽轮机设计中采取了高、中压缸进汽对称布置，低压缸采用了分流布置等方法来平衡轴向推力，其余的轴向推力由推力轴承来平衡。一旦推力轴承损坏，无法平衡其余的轴向推力，汽轮机的轴向位移就会增大，造成动静部分摩擦。如果运行中发现推力轴承损坏，应停止机组运行，进行检修。5、任意调速汽门门头脱落汽轮机调节汽门门关脱落，会使调节汽门所在汽缸进汽量减少，造成轴向位移相应增大。汽轮机任意调节汽门门头脱落，应立即设法使其恢复，并注意监视窜轴