熱電廠主油泵徑向推力聯合軸承改進措施

李俊斌 劉廷興 周春雷 王飛

摘 要：通過對熱電廠因工作面推力瓦塊磨損間隙超標的汽輪機主油泵徑向推力聯合軸承進行分析，依據《汽輪機設備檢修技術》技術要求，對主油泵徑向推力聯合軸承的結構特點及工作原理進行系統分析，找出造成工作面推力瓦塊磨損的重要原因，并結合工作面推力瓦塊的結構特點采取有效技術改進措施，有效的防止了工作面推力瓦塊磨損，延長了熱電廠汽輪發電機組主油泵徑向推力聯合軸瓦使用壽命，為熱電廠汽輪發電機組安全穩定運行奠定堅實的基礎。

關鍵詞：軸瓦；徑向推力聯合軸承；油楔；阻油邊；油膜；推力間隙；齒型聯軸器

1 概述

主油泵是熱電廠汽輪發電機組潤滑油系統主要設備之一，它主要由泵軸、葉輪、泵殼、軸瓦、密封環等主要部分組成。熱電廠該類型汽輪發電機組的主油泵采用的是單級雙吸離心式油泵，安裝于前軸承箱內，與汽輪機轉子采用齒型聯軸器連接，由汽輪機轉子通過齒型聯軸器直接驅動，在額定轉速時主油泵向汽輪發電機組提供調節保安系統、潤滑油系統、頂軸油系統、密封油系統用油。主油泵轉子支撐在兩個滑動軸承上，其中調速端（即機頭端）軸承為徑向推力聯合軸承，軸承的大端面為工作推力面。在汽輪發電機組運行中最常見、危害性最大的故障就是主油泵徑向推力聯合軸承推力瓦塊的磨損。

2 主油泵徑向推力聯合軸承運行現狀調查

根據對熱電廠某臺汽輪發電機組主油泵徑向推力聯合軸承更換頻率的統計，該機組在一個大修周期內（4年）共消耗主油泵徑向推力聯合軸承6套，也就是說每套主油泵徑向推力聯合軸承平均使用壽命最多只有5760小時左右（包括機組停機檢修時間）。由此可以證明該機組主油泵徑向推力聯合軸承更換的頻率是非常高的。另外通過對更換下的主油泵徑向推力聯合軸承進行檢查分析發現，更換的主油泵徑向推力聯合軸承徑向瓦和推力瓦非工作面均沒有發現磨損痕跡，測量徑向瓦兩側及頂部間隙并與更換時的檢修記錄相對照，間隙變化值均很小（0.05mm以內）。所有更換的徑向推力聯合軸承均為工作面推力瓦塊嚴重磨損，致使主油泵推力間隙超過0.14-0.18mm的標準值，最嚴重的一套軸承工作面推力瓦塊磨損量達到1.07mm。

因為每次停機檢修時均打開前箱蓋用百分表對主油泵軸承推力間隙進行值進行測量檢查，并檢查齒型聯軸器內外齒的磨損情況。當發現主油泵軸承推力間隙超過0.18mm時，就及時對主油泵徑向推力聯合軸承進行更換。由于對主油泵徑向推力聯合軸承推力間隙檢查并更換及時沒有造成機組停運事故的發生。但這樣做會造成生產成本的增加及工作量增大，也沒有從根本上解決主油泵軸承工作面推力瓦塊磨損的問題，機組存在很大的安全隱患，威脅到整臺汽輪發電機組的安全穩定運行。

3 主油泵徑向推力聯合軸承工作面推力瓦磨損的原因分析

通過對更換下來的舊徑向推力聯合軸承工作面推力瓦塊各處尺寸的詳細測量分析，并查閱2000年以來機組檢修記錄，發現所有徑向推力聯合軸承工作面推力瓦油楔都是按占扇形推力瓦塊面積的2/3、扇形推力瓦油楔深為1.0mm來刮研的。而生產廠商技術要求中明確規定主油泵徑向推力瓦聯合軸承推力瓦油楔尺寸應按占扇形推力瓦塊面積的1/3～1/2；扇形推力瓦油楔深為0.50mm。經過分析，確定造成主油泵徑向推力聯合軸承使用壽命短的主要原因是由于推力瓦塊油楔面積及油楔深度不合理，遠遠超過標準值。

主油泵推力瓦沿旋轉方向有一定的楔形面即油楔，如果主油泵推力瓦油楔結構不合理，在機組啟動瞬間就會對推力瓦油膜的形成速度產生一定的影響。若油的循環動力不足，還可能在推力瓦的出油邊形成滯留區和渦流區，使推力瓦溫度升高烏金融化。所以推力瓦油楔形狀、油楔深度達不到技術要求，會造成推力盤和推力軸承的油膜不易建立和油膜破裂，使推力瓦烏金與推力盤直接接觸，造成工作面推力瓦塊烏金的磨損，使主油泵徑向推力聯合軸承推力間隙超過標準值，嚴重情況下有可能造成推力瓦嚴重燒損，烏金脫落。

4 主油泵徑向推力聯合軸承工作面推力瓦技術改進措施

針對以往主油泵徑向推力聯合軸承推力瓦塊修刮過程中的技術誤區，采取有效的技術措施。首先將新軸瓦防護油脂清洗干凈，用著色法對軸瓦合金進行全面的檢查，應無裂紋、脫胎、密集氣孔等缺陷，復核徑向推力聯合軸承的各部尺寸，并且確保推力間隙和徑向間隙留有0.10mm研刮余量。用手工研刮推力瓦工作面和非工作面的進油邊，使其面積約占推力瓦塊總承力面的1/3～1/2之間。為了有力于形成啟動油膜，推力瓦工作面和非工作面邊緣應修研成半徑約為1mm圓角。并且推力瓦最外緣應有2.0mm的阻油邊，這樣才能保證推力瓦與推力盤之間形成良好穩定的油膜。進油邊修出深0.5mm的油楔，在兩個推力瓦塊之間開出寬1.5mm，深1.0mm的溢油口，同時要求主油泵徑向推力聯合軸承總推力間隙保證在0.14mm左右，同時要求推力瓦塊接觸均勻，接觸面積達到75﹪以上，各瓦塊厚度偏差小于0.02mm。

5 結論

通過對該機組幾次停機檢修對主油泵推力間檢查隙測量結果發現，技術改進后的主油泵軸瓦推力間隙仍為0.14mm。也就是說主油泵軸瓦推力面運行狀態良好，油膜穩定，即使在機組啟動瞬間也不存在油膜狀態不良，致使軸瓦工作面推力瓦塊面磨損的現象。由此可得出結論，通過對主油泵徑向推力聯合軸承推力瓦進行修刮技術改進，并嚴格按著生產廠商技術要求對軸瓦推力面進行修刮檢修，可延長主油泵徑向推力聯合軸承的使用壽命，不僅大大節約了生產設備投入成本，同時也保證潤滑油系統及密封油系統的工作可靠性，確保了熱電廠汽輪發電機組的安全穩定運行，由此帶來的經濟效益和安全效益都是無法用簡單的經濟利益來計算的。

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