350 MW汽輪機組主機推力瓦塊磨損原因分析及處理

劉新國，李大超，徐世明

（華能營口熱電有限責任公司，遼寧 營口 115003）

故障分析

350 MW汽輪機組主機推力瓦塊磨損原因分析及處理

劉新國，李大超，徐世明

（華能營口熱電有限責任公司，遼寧 營口 115003）

為解決1號軸承瓦溫偏高問題，通過調整軸系的負荷分配，使推力盤平行度誤差增大，造成推力瓦塊磨損故障，推力瓦塊每運行6個月即報廢。通過恢復軸系設計參數，使問題得以解決，故障原因分析及處理過程可為同類型機組提供參考。

汽輪機；推力瓦磨損；更換銅瓦

汽輪機是火力發電廠中的重要發電設備，汽輪機組主機推力瓦塊磨損問題一直受到廣大電廠技術人員關注［1－4］。某電廠350 MW汽輪機組為日本三菱重工企業生產的單軸、雙缸、雙排汽口、亞臨界參數、一次中間再熱、反動凝汽式汽輪機組，型號為TC2F－40。額定主汽壓力為16.9 MPa，主汽溫度為538℃，轉速為3 000 r／min，旋轉方向（面向汽輪機）為順時針。額定負荷下主汽流量為1 052.76 t／h，額定負荷熱耗率為7 833.5 kJ／kWh，汽輪機共34級，其中高壓缸為12級、中壓缸為10級、低壓缸為2×6級。

機組在2009年進行B級檢修過程中，推力軸承解體后發現推力瓦塊烏金局部磨損，6塊瓦塊磨損部位均在出油側。對推力瓦塊進行檢查，用千分尺測量各瓦塊的厚度，磨損量在0.01～0.02 mm。烏金磨損面為麻面，推力盤工作面粗糙，推力瓦塊烏金未出現脫胎和變形現象。本文針對此問題，進行機組的故障原因分析與處理。

1 推力瓦結構

汽輪機轉子的軸向推力通過推力盤傳遞到瓦塊上，將推力盤與軸加工成一個整體［5－6］。本文所述機組的推力軸承，在推力盤兩側各安裝6塊推力瓦塊，推力瓦塊由調整塊支承，并一起裝在支承環中，用定位銷支承定位。支承環沿水平中分面分為兩半，裝在軸承外殼中，并通過支承環螺釘來固定，防止支承環和軸承外殼的相對移動。軸承外殼制成兩半，在水平中分面處分開，用螺栓和定位銷連接在一起，軸承外殼被安裝在軸承座中。為防止軸承外殼在軸承座中轉動，在軸承外殼上下兩部分的水平面處均有凸緣插入定位機構，以固定軸承外殼的軸向位置。

2 解體情況

2009年9月16日對高低壓轉子對輪中心進行復查，共進行4次測量工作，高中壓轉子對輪瓢偏為0.025 mm，對輪晃度為0.012 5 mm，轉子彎曲度為0.04 mm，中心情況如圖1所示。

機組設計的高中壓轉子中心比低壓轉子中心低0.1～0.15 mm，下張口為0～0.03 mm。實際測量高中壓轉子中心比低壓轉子中心低0.335 mm，中心偏左0.05 mm，上張口為0.07 mm，左張口為0.01 mm，與設計標準不符。機組軸系示意圖如圖2所示，測量揚度如表1所示。

圖1 中心情況示意圖

圖2 汽輪機軸系示意圖

表1 軸徑揚度實測值mm

推力瓦工作側推力間隙修復前為0.44 mm，修復后為0.47 mm。瓦塊出油側烏金有局部磨損現象，如圖3所示，推力瓦塊報廢不具有再修復使用價值。推力盤晃度為0.02 mm，推力盤工作面瓢偏為0.007 5 mm，非工作面瓢偏為0.005 mm。

圖3 推力瓦塊磨損

3 推力瓦潤滑機理

推力軸承是根據油膜潤滑原理工作的，由于推力瓦塊和調整塊的局部接觸，使瓦塊在圓周方向上傾斜，與推力盤平面之間形成油楔。當推力盤隨主軸高速旋轉時，潤滑油被帶入楔形間隙中，隨著間隙的減小，油被擠壓，油壓逐漸增大，以承受轉子的軸向推力。當楔形出口處的最小油膜厚度大于兩金屬表面的不平度時，形成液體潤滑。在運行中，任何時候推力軸承室中都充滿潤滑油，油直接從軸承供油管路供給，對各瓦塊表面進行潤滑。推力軸承外殼上部設有調整螺栓，控制軸承所需油量。借助于軸的轉動，潤滑油被帶到軸頸的上半部和推力瓦面，并從軸頸處吸走熱量，油流隨著推力盤的旋轉做周向流動，進入推力盤和推力瓦之間形成油楔，使油最后從推力盤頂部外緣甩出，進入軸承箱的回油腔。

4 故障診斷處理

4.1 原因分析

a.軸向位移大，多為水沖擊和負荷突變引起軸向位移偏大而造成的。

b.軸向推力失衡，為機組甩負荷瞬間軸向推力失去平衡導致，主要有2方面可能性，一是高壓調節門關閉時間較中壓調節門晚；二是高、中壓平衡鼓間軸向失去平衡，多為蒸汽平衡壓力失常所致。

c.軸系失準問題，多為軸系對中不良、齒形聯軸器卡澀、主油泵葉輪偏置及密封環徑向間隙不均勻等。

d.潤滑油問題，多為油質不合格、潤滑油供油壓力和流量不足、微弱電流極易擊穿油膜等原因，使潤滑效果下降。

4.2 處理措施

a.將推力盤平行度誤差調整為正常值，解決推力瓦磨損問題。

b.將1號支持軸承更換為進口銅瓦，銅瓦散熱條件好，能解決1號支持軸承溫度高的問題。

5 結束語

350MW汽輪機組再次投入運行后，運行至今揭瓦檢查推力瓦未出現異常，所述汽輪機推力瓦磨損故障的診斷和處理過程可為同類型機組提供借鑒。

［1］高 海，丁 鑫.汽輪機動靜碰摩事故原因分析及處理［J］.東北電力技術，2004，25（4）：34－36.

［2］乜慶海，喬宏偉.某火電廠300 MW機組推力瓦磨損的診斷及處理［J］.汽輪機技術，2003，45（6）：404－405.

［3］梁耀東，汪 軍，馬為民.國產300 MW機組主油泵推力瓦磨損的原因分析及處理［J］.汽輪機技術，2004，46（2）：140－141.

［4］徐奇煥.國產300 MW機組主油泵推力瓦磨損分析與防治［J］.汽輪機技術，2005，47（5）：371－373.

［5］童 剛，馬澤山，解繼剛.日本350 MW汽輪機組推力瓦溫度升高原因分析［J］.東北電力技術，2006，27（7）：15－18.

［6］童 剛，王向前.汽輪機推力瓦溫度高的原因及處理［J］.東北電力技術，2004，25（3）：5－8.

Causes and Treatment on Thrust Pad Wear of Imported 350 MW Turbine Engine

LIU Xin?guo，LI Da?chao，XU Shi?ming
（Huaneng Yingkou Co?generatian Co.，Ltd.，Yingkou，Liaoning 115003，China）

For imported 350 MW turbine engine thrust pad wear fault，through analysis and the disintegration of the diagnosis results. In order to solve the No.1 bearing pad temperature，shaft load distribution caused by thrust disk parallelism error increase is adjusted. The problem can be solved by restoring the shaft design parameters.The cause analysis and treatment is a reference for the same type of unit.

Steam turbine；Thrust tile wear；Replacement of copper tile

TK212.＋4

A

1004－7913（2016）06－0045－02

劉新國（1967—），男，學士，助理工程師，主要從事火電廠管理及汽輪機檢修維護、新技術應用研究工作。

2016－02－24）