第２２卷第４期 ２０１０年１２月 甘肃科学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇａｎｓｕ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ＶｏＪ．２２ Ｎ０．４ Ｄｅｃ．２０１０ 汽轮机推力轴承烧损原因分析 汪 波 ，呼延斌。，苏延安 ，张新安 （１．陕西华电蒲城发电有限责任公司，陕西蒲城７１５５０１；２．汇通热电有限公司，陕西榆林７１９０００） 摘要： 分析了蒲城发电厂４缸４排汽凝汽式汽轮机Ｎｏ２杌组通流改造后推力轴承烧损的原因， 通过改进润滑油路和轴向推力纠偏等方法，解决了推力轴承运行中带大负荷出现的高温问题．将该 方法应用于ＮＯｌ机组改造，避免了类似问题的发生，为同类型汽轮机通流部分改进提供了参考依据． 关键词： 凝汽式汽轮机；通流改造；推力轴承；润滑油路 中图分类号：ＴＨ１３３．３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００４—０３６６（２０１Ｏ）Ｏ４—０１４２—０３ Ａ Ｃａｕｓａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｂｕｒｎｉｎｇ ｏｆ Ｔｈｒｕｓｔ Ｂｅａｒｉｎｇｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｔｕｒｂｉｎｅ ＷＡＮＧ Ｂｏ ，ＨＵ Ｙａｎ－ｂｉｎ ，ＳＵ Ｙａｎ—ａｎ ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉｎ—ｆｉｎ （１．Ｈｕａｄｉａｎ Ｐｕｃｈｅｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｐｕｃｈｅｎｇ ７１５５０１，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｈｕｉｔｏｎｇ Ｈｅａｔ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ，Ｙｕｌｉｎ ７１９０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｂｕｒｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｕｓｔ ｂｅａｒｉｎｇｓ ｏｆ ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ ｓｔｅａｍ ｔｕｒｂｉｎｅ ｉｎ Ｐｕｃｈｅｎｇ Ｐｏｗ— ｅｒ Ｐｌａｎｔ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｂｙ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｏｉｌ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ ｔｈｅ ａｘｉａｌ ｔｈｒｕｓｔ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｔｅｒｎ— ｐｅｒａｔｕｒｅ ａｒｉｓｉｎｇ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｈｅａｖｙ ｌｏａｄ ｏｆ ｔｈｒｕｓｔ ｂｅａｒｉｎｇｓ ｉｎ ｕｎｉｔ ２ ｉｓ ｓｏｌｖｅｄ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ№１ ｕ— ｎｉｔ ｔｏ ａｖｏｉｄ ｓｉｍｉｌａｒ ｔｒｏｕｂｌｅｓ ａｎｄ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｏｎｄｅｎｓｉｎｇ ｓｔｅａｍ ｔｕｒｂｉｎｅ；ｆｌｏｗ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ；ｔｈｒｕｓｔ ｂｅａｒｉｎｇ；ｌｕｂｒｉｃａｔｉｎｇ ｏｉｌ 陕西华电蒲城发电有限公司（以下简称蒲电） ｏ１、№２机组系罗马尼亚２Ｏ世纪６Ｏ年代制造的 ＮＦ．Ｉ．Ｃ＿３３０ ＭＷ型亚临界、中间再热、４缸４排汽凝 汽式汽轮机．机组投产以来，由于设计和制造技术较 下改造高、中、低压内缸，高、中、低压隔板及静叶、隔 板套，高、中、低压转子及动叶片，轴承和推力轴承 （推力外瓦壳不动）． 该机组高中压缸反向布置，２个低压缸分别采 用双流布置．为了平衡转子运行时的轴向推力，在第 为落后，机组投运后安全和经济性较差．为提高机组 安全经济性，蒲电对１期２台机组通流部分进行技 术改造．ＮＯ２机组（第１台改造）于２００９年２月开始 现场施工改造，于７月定速３ ０００ ｒ／ｒａｉｎ．机组并网 二轴承箱内装有推力轴承．该推力轴承采用独立结 构，由内、外壳组成，通过水平结合面螺栓将内壳连 接在一起，内壳全部压在外下壳上，外下壳通过水平 后，进行中带大负荷出现推力轴承温度高的缺陷，经 ２次处理，彻底解决了该问题． 结合面螺栓吊在外上壳上，外上壳通过猫爪利用４ 块滑块支承在轴承座上．该推力轴承外壳左、右用２ １ 问题的提出 ４缸４排汽凝汽式汽轮机№２机组通流部分改 根推拉杆与高压外缸猫爪相接，其目的是在汽缸热 膨胀时汽缸轴向移动带动推力轴承一起移动．润滑 油从推力轴承外部压力油管分别经左、右２个支管 由位于靠近水平结合面以上的进油口进入，排油口 造是在现有的汽轮机岛基础、平台不动，高、中、低压 外缸不动，现有滑销系统不动、轴承箱不动，现有主 汽阀、再热主汽阀、调阀不动及配汽机构不动等情况 收稿日期：２０１０—０９—０９ 位于其上半部最高点． 该推力轴承为均载块式可倾瓦结构，具体结构： 第２ｚ卷 汪波等：汽轮机推力轴承烧损原因分析 １４３ 在推力轴承内壳中装有２个支撑环，工作时其中一 个承受轴向推力，另一个在转子产生反向轴向推力 时承受反向推力．在每个支撑环上装有１２个活动瓦 块，其中６个支撑推力瓦块．工作瓦块和定位推力瓦 承受轴向推力，成为轴系的相对死点承载能力较强． 这种结构型式可以将推力自动调整并均匀分配到各 推力瓦块上．例如某一瓦块受力过大而倾斜度加大 时，就可以通过活动瓦块使其他推力瓦块形成同样 一各６块，每个推力瓦块表面浇有一定厚度的巴氏合 金，分别位于与高压转子锻成一体推力盘前后两侧， 定角度，使各瓦块上油膜形成情况一样，即各瓦块 受力均匀达到平衡，推力轴承主要参数见表１． 表ｌ推力轴承主要参数 制造厂对推力轴承推力瓦温度要求：报警值为 ｌＯＯ￣Ｃ，停机值为ＩＩＯ＇Ｃ．推力轴承内部结构见图１． 鼬 ， 影响推力瓦温的影响因素，对推力瓦温影响不大．随 后停机处理推力轴承高温度缺陷． （２）对推力轴承进行解体检查：瓦块安装位置 正确，工作侧瓦块有轻微的碾磨情况，且６块工作侧 瓦块碾磨位置相同且均匀，瓦块自位灵活，瓦块进油 ｒ】－ ｋ ｆ 排油 ］Ａ 进油 一亳』＿ ＿～、一一一、边符合设计图纸要求；推力盘光滑；推力瓦油管线确 认畅通、无杂物，且对中压平衡装置的回汽管线进行 检查，畅通、无杂物． （３）邀请制造厂技术人员分析原因，认为：此次改 、＿＿＿一 暑２ｉ ０ Ｉ哥 Ｉ胡 ＩＩ ｇ舀 ＿卜＿ 造，推力瓦壳不进行更换，原瓦壳进回油口尺寸未进行 改动，改造后，在设计推力发生较大变化后，造成排油 不畅；同时由于工作瓦块进油边深度不够，携带油流能 力较差，在受较大推力情况下，油膜形成较差［１０］． Ｉ・ｅ ， ，：；，＿１ ＝ｉ ｌ 、 、 、 寸一 （４）根据解体检查情况以及原因分析情况，处 理方案如下． 推力瓦油路的处理方案：对工作侧油路的节流 一 Ｉ１ ５１６ Ｏ．５３５＾ ．７５８ ＨＩ● ● １ ５１６ 孔径进行变更，进油孔２－＋２８ ｍｍ增大至ｚ－＋ ３８ ｍｍ，非工作侧基环的进油孔不作改动；工作侧基 单位：ｎｌｒ￣ ｌ Ａ 环进油孔由６一＋１３ ｍｍ增大至１２－＋１５．５ ｍｍ，其相应 的油路进行汇通，深度不变；非工作侧不作改动；去 掉回油管与瓦壳间的节流板（节流孔尺寸为２－＋ ２７ ｍｍ），回油孔尺寸由＋３５ ｍｍ扩至＋６０ ｍｍ；增加 回油管尺寸，由目前的＋５０ ｍｍ增加到＋７６ ｍｍ． 图１推力轴承内部结构 Ｉ调整垫板；２、３推力瓦块ｌ４支撑环 ２推力轴承烧损修复 ２．１推力瓦处理 推力瓦块修刮方案：对工作瓦块进行研刮，并对 修刮后的瓦块进行着色检查，接触均匀，接触点在 ８Ｏ 以上；对工作侧瓦块进油楔进行修刮，两侧 （１）改造完毕后，№２机组开始进行１６８ ｈ试 运．负荷由２３０ Ｍｗ加至２８０ ＭＷ，推力瓦温由 ８９℃升至９５℃；在缓慢加负荷至３００ ＭＷ时，推力 瓦温快速升至１０７℃，快减负荷至２１０ ＭＷ时，推力 瓦温降至８８℃稳定；机组又一次升负荷，从２１５ ＭＷ 加至２２５ ＭＷ，推力瓦温度由９１℃迅速上升至 ５ ｍｍ不进行修刮，修刮宽度约４０ ｍｍ，深度约 １．５ ｍｍ，呈抛物线形式，均匀平滑过渡；将中压缸前 轴封漏汽（即中压平衡装置后汽源）至３号低压加热 器（该加热器汽源由中压缸排汽抽出）接至２号低压 １０１℃，减负荷至２１０ ＭＷ后温度稳定在９５℃．随后 组织人员从润滑油压和油温、抽汽的停用以及进汽 加热器（该加热器汽源由低压第２压力级缸抽出）， 以降低轴向推力ｒ３，４］，其原理见图２． （５）按照以上方案处理完后，该机组再次启动． 方式（由多阀改为单阀进汽）等运行方式的改变判断 １４４ 甘肃科学学报 ２０１０年第４期 量，车削部位如图３所示． 图２工作侧瓦块进油楔修刮 图３推力盘车削部住 机组负荷带至３００ Ｍｗ，推力瓦温９３．１℃；后夜班 机组负荷１７０ Ｍｗ，将中压缸前轴封漏汽由３段改 至２段，推力瓦温由７２．１℃降至７１．５℃． 当机组负荷加至３５０ ＭＷ时，推力瓦温为 ９４．９／９７．５Ｘ２；后又将机组负荷加至３６０ ＭＷ，推力 （５）按以上方案揭缸处理完后，该机组再次启 动，次日当机组负荷加至３００ ＭＷ时．推力瓦工作 面温度８１／７８．６ ｏｃ；后来当机组负荷加至３４４ Ｍｗ 时，推力轴承温度８１．６／８４．６℃． 瓦温为９７．５／９９．４ ｏｃ，进入１６８ ｈ试运；在１６８ ｈ试 运期问，推力瓦温稳定在９９～１０２℃之间． ２．２揭缸处理 ３ 结论 （１）Ｎｏ２机组推力轴承经过２次检修处理：第１ 次主要解决润滑油路和润滑问题，第２次主要解决 轴向推力偏离设计情况，轴向推力偏大的问题．经过 ２次处理，彻底解决了№２机组推力轴承运行中带大 负荷出现温度高的不安全问题． （１）Ｎｏ２机组运行一段时间后，有次调度令负荷 由２５６ ＭＷ加至３６０ ＭＷ．当负荷为３３５ ＭＷ时，主 机轴移保护动作跳闸．跳闸后轴移由０．２３／０．２４ ｍｍ． 突升至１．９７／１．９８ ｍｍ（满量程），工作侧推力瓦温由 ９８／９７℃突升至１５０／１４９℃（满量程），非工作侧温度 ５２／５５℃；高压胀差由３．１９ ｍｍ突变至一Ｏ．０２ ＩＩ＇＇ＩＩＴＩ，中 （２）对ＮＱ２机组推力轴承温度偏高问题的成功 处理，为其他同类型机组汽轮机通流部分改造成功 进行提供了处理经验． 参考文献： ［１］王汝武．大型凝汽机组改造成供热机组的新途径［Ｊ］．热电技 术，２００９，２１（４）：１—４． 压胀差由３．１２ １ＴＩＹｎ突变至６．００ Ｈｕｎ，低压胀差由 ９．８３ ｍｍ突变至１２．９５ ｒａｎ３． （２）分析原因认为：机组运行中，推力轴承温度 高证明了机组实际轴向推力偏大．而东汽厂设计在 ＶｗＯ工况下轴向推力为ｌ２．７ ｔ，由于为改造机组 以及理论计算和实际有一定的出入，使得实际轴向 推力偏离设计工况；由于轴向推力过大，在高负荷时 推力轴承工作状况处于临界状态，在某一不确定因 素的干扰下，造成了推力轴承烧损． （３）对推力轴承进行解体检查，推力轴承的工 作瓦块全部烧损，推力盘工作面局部磨损． （４）处理方案为：揭缸对高压转子进汽端轴封 处的大轴进行车削，将其直径由３５０ ｍｍ车至 ３００ ｍｍ，理论计算减少轴向推力约１】ｔ；同时，在高 压转子返东汽厂的修复中，对推力盘进行修复，在推 力轴承下瓦壳加工２ｘ １０的回油孔，以增加泄油 Ｅ２１尹保红．汽轮机推力轴承损坏原因分析［Ｊ］，山西电力，２００３，１５ （２）：２１－２３． ［３１ 王伟，张晓霞．对汉川电厂引进型３００ Ｍｗ等级汽轮机通漉改 造的实践［Ｊ］．装备机械，２００９，２１（２）：２２—２７． ［４３曹功庆，李季忠．高压１００ Ｍｗ汽轮机通流改造技术及热力性 能试验分析［Ｊ］．东方汽轮机，２０００，１１（４）：１３—１８． ［５３杜文明．汽轮机推力轴承温度超标原因分析及处理的探讨［Ｊ１． 硅谷。２０１０，３（９）：４９－５０． ［６］张广新，冯亮．汽轮机推力轴承温度高原因分析处理［Ｊ］．冶金 动力，２００４，９（２）：３６—３８． ［７］程韶华，岳正飞．汽轮堆力轴承瓦块温度超标原因及处理［Ｊ］． 江苏电机工程，２００５，２４（３）：６８—６９． ［８３俞利峰．论汽轮机热工保护的误动及防范［Ｊ］．自动化与仪器仪 表，２０１Ｏ，２２（４）：９３—９６． 作者简介： 汪 波（１９７２一）男，陕西省华县人，２００２年毕业于武汉大学热能动力专业，现任陕西华电蒲城第二发电有限责任公司安全 生产技术部主任，工程师．
