給水泵汽輪機轉子推力間隙偏小的處理措施

王其軍

(國家電投集團河南電力檢修工程有限公司，河南 鄭州 450000)

0 引言

某火電廠A給水泵汽輪機(簡稱A小機)為NK63/71/0型單缸、軸流、反動式汽輪機，額定功率8 502 kW。汽輪機前貓爪搭在前軸承箱上，汽缸受熱膨脹時，貓爪推動前軸承箱一起向前移動。推力瓦設計安裝在前軸承箱內，在1號瓦前并列位置，底座與前軸承箱為一體。

1 事件概述

2015-09-10，1號汽輪機A小機揭缸大修，推力間隙修前測量0.15 mm，嚴重偏小(推力間隙設計標準：0.39—0.53 mm)。解體中，發現高壓進汽平衡活塞下部汽封齒有嚴重脫落現象，且相應位置轉子上的汽封齒也出現嚴重偏斜。初步判斷推力間隙過小是由汽封齒碎屑阻礙了轉子軸向移動引起的。解體完成后，將高壓進汽平衡活塞返廠重新鑲齒并加工，返回后進行汽封間隙測量調整至合格。重新組裝后，測量推力間隙值為0.18 mm，仍然較小，此刻判斷平衡活塞汽封齒的問題不是影響推力間隙的根本原因。

2 原因分析

2.1 推力間隙的理論計算分析

對推力瓦烏金面接觸檢查，各瓦塊接觸均勻，接觸面積均75 %以上；對瓦塊厚度進行測量，工作面與非工作面各8塊，厚度38.00 mm，各瓦塊厚度誤差最大為0.01 mm；測量推力盤瓢偏度，最大為0.01 mm；推力瓦殼內部腔室平行度測量，距離為 116.37 mm，平行度誤差最大為 0.01 mm；推力盤厚度測量，厚度均勻，均為39.97 mm，如圖1所示。

圖1 A小機轉子推力瓦結構剖面示意

上述測量結果均在合格范圍之內。推力間隙 =[(116.37-39.97)÷2-38]×2=0.40 mm。可以推論：如無其他因素影響，推力間隙應為0.40 mm(即圖 1 中a+b=0.40)。

2.2 轉子和前箱的前后揚度分析

在全缸狀態下，測量1，2號瓦軸頸處轉子的揚度：1號瓦后揚0.15 mm，2號瓦后揚0.23 mm。

在全缸狀態下，測量前箱的揚度：軸瓦處前揚1.35 mm，推力瓦位置前揚 1.0 mm。

查看安裝說明書，轉子與前軸承箱安裝設計揚度的要求是同向的，都是前揚。目前出現反向趨勢，屬異?，F象，并且前軸承箱前揚偏大，也存在異常。

2.3 推力盤與瓦殼內部腔室的平行度分析

在全缸狀態下，測量推力盤與瓦殼的平行度。從中分面開始向底部依次測量該距離，呈逐漸減小趨勢，泵側(工作側)中分面距離比底部的大，即a=0.12 mm，調側(非工作側)中分面距離比底部小，即a′＝0.12 mm，如圖2所示。

圖2 推力盤與瓦殼內部腔室形成夾角

推力盤與瓦殼內部腔室形成夾角，在進行推力間隙測量時，推力盤工作面的底部與非工作面的頂部首先與腔室內推力瓦塊接觸，造成推力盤在瓦殼內部腔室中的行程減少，減少量為：a+a′＝0.24 mm。理論修正后的間隙應增加0.24 mm，如圖3所示。

圖3 理論修正后的間隙

2.4 根本原因

推力間隙小的主要原因是推力盤與瓦殼內部腔室有夾角引起的。從揚度來分析，1，2號瓦軸頸揚度由設計值的前揚轉變為后揚以及前軸承箱前揚增大，都有可能是1號瓦下沉所致。因為1號瓦、推力瓦都安裝在前軸承箱中，軸瓦的下部墊鐵與烏金都沒有磨損，很明顯是由前箱整體下沉才引起的。

因此，“前軸承箱基礎沉降”是造成A小機推力間隙變小的根本原因。只要能消除前箱與推力盤的夾角，就能從根本上解決問題，找回失去的間隙，解決此次A小機推力間隙變小事件。

3 采取措施

該型號設備前支座系統的主要組成部件是前軸承箱、徑向軸承、推力軸承。前軸承箱通過定距螺栓與基礎底板或底盤連接，前軸承箱的揚度可通過調整軸承箱體底部墊鐵實現。為了消除轉子推力盤與推力瓦殼間夾角，決定調整前軸承箱底部墊鐵(增加前箱后部墊鐵厚度)，減小前箱揚度，最終起到增大推力間隙的作用。前軸承座底部左右兩側各有4塊墊鐵a，b，c，d，如圖4所示。

圖4 調整前的前軸承座底部示意

經過計算調整，前軸承座底部最終增加墊鐵：a=0.60 mm，b=0.45 mm，c=0.20 mm，d=0，調整后的效果如圖5所示。

圖5 調整后的前軸承座底部示意

4 實施效果

(1) 測量調整后的推力盤與推力瓦殼瓦殼內部間的夾角，誤差為零，已達到圖3的理論效果。

(2) 在全缸狀態下，測量1，2號瓦軸頸處轉子的揚度：1，2號瓦已從原來的后揚變為前揚，前軸承箱的揚度也相對減小，達到機組安裝設計要求。

(3) 推力間隙調整后，測量結果為0.40 mm，符合設計標準。

5 結論

通過分析和解決此次A小機推力間隙變小的事件，為該火電廠今后汽輪機檢修工作提供了良好的借鑒。這次事件的處理經過，說明推力間隙的變化并不全是由推力瓦厚度變化引起的，因而不可盲目對推力瓦厚度進行處理，應同時對轉子軸頸與軸承箱揚度是否正常、推力盤與瓦殼內部腔室平行度是否正常等因素進行綜合考慮。機組長期運行后，基礎臺板會出現沉降，將直接影響到設備安裝時的標高與水平，改變了設備的安裝狀態，這些因素往往隱藏較深，需要收集大量的數據進行分析驗證，是一項非常復雜而細致的工作。