汽轮机支持―推力联合轴承推力瓦块温高的原因分析

摘 要： 汽轮机推力瓦温过高是困扰汽轮机组稳发、满发、安全运行的一个难题，张家口发电厂1号汽轮机推力瓦温曾经出现过长期偏高，由于影响推力瓦温度的因素很多，并且不同结构的推力轴承，影响的因素也有不同点，本文只针对支持―推力联合轴承从检修、运行角度对其进行分析探讨。

关键词：支持―推力联合轴承 瓦块温度高 原因分析

中图分类号：TK267 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）11-0279-02

概述

推力轴承的作用是承受转子叶片、叶轮、凸肩上受蒸汽作用的轴向推力，确定汽轮机动静部套相对轴向位置。虽然机组采用高、中压缸对头布置和低压缸采用分流式等措施，以平衡轴向推力，但是轴向推力还是很大，N300型汽轮机在额定工况下的轴向推力为14000kg.f。

张电1号机为东方汽轮机厂出产N300-16.7（170）/537/537，高中压分缸型，亚临界，中间再热，三缸两排汽机组，采用密切尔式栓推力盘支持-推力联合轴承。

密切尔式支持一―支持―推力联合轴承是引进前苏联的技术，为了确保各瓦块所受到均等的轴向推力，并用球面来支持轴承，然后通过轴瓦瓦枕外圆的三块垫块与其垫片调节轴承径向的位置，且通过整环调节轴向的位置靠调。其中可以把轴承的推力瓦块区分为两类：有工作瓦块与非工作瓦块，总共有10块。开始工作后，工作瓦块要承受的是转子的正向推力;而非工作瓦块则要承受负荷变动下可能出现的反向推力，瓦块用销钉挂在其背面处分半的安装环上，销钉与瓦块上的孔为较松的配合，瓦块背面有肋筋，使瓦块可绕肋稍做转动，从而使瓦块与推力盘之间形成楔形间隙，建立液体摩擦。为减少推力盘在中的摩擦损失，用青铜油封来阻止油通过推力盘外缘泄出。

机组正常运行时，瓦块和推力盘之间形成油膜，保持液体摩擦。油膜形成过程为：汽轮机转子静止时推力瓦块和推力盘表面平行，由于推力瓦块背后的支撑肋筋偏向出口侧，当转子转动时，推力盘带着油进入间隙;当转子旋转产生推力时，间隙中油膜受到压力传递给瓦块，起初油压合力没有作用在瓦块的支撑肩上，而偏在进油侧，合力与支承肩之间形成一个力偶，使瓦块偏转，形成油楔，随着瓦块偏转，油的合力向出油口侧移动，移至支撑肩时，瓦块保持平衡位置，油楔中油压与推动盘轴向推力保持平衡状态，推力盘与瓦块之间就形成液体摩擦。

推力轴承巴氏合金的厚度应小于通流部分动、静最小间隙，以保证即使巴氏合金熔化时，汽轮机动、静部分也不至于引起轴向间隙消失而相互摩擦，1号机组推力瓦块巴氏合金厚度一般在1.5mm左右。

一、1号机推力瓦部分瓦块温度高的缺陷

张电1号机推力瓦运行正常温度应小于70℃，运行上限温度90℃，停机值100℃，2011年10月小修前推力瓦工作面7、8号瓦块温度分别为92℃、90℃，10月小修解体支持-推力联合轴承发现7号瓦块温度测点位置乌金出现塌坑，更换新瓦块。8号瓦块厚度最大39.71mm，最小39.68mm，不符合标准（小于0.02mm），进行修刮至39.68mm。11月4日1号机组小修启动后机组运行中推力瓦温度正常，11月17日机组负荷大于285MW时8号正向推力瓦块温度逐渐升高、最高升至100℃，#6、7推力瓦块温度也升高、#7最高为90℃。11月19日机组负荷曾降低到150MW，之后又带到300MW，而8号推力瓦块最高温度是93℃。11月20日工作面推力瓦块温度趋于好转，具体见下表：

工作面推力瓦块排列示意图如下：

二、推力瓦温高原因分析

根据实际生产和检修中遇到现象分析，支持一推力联合轴承部分工作面推力瓦块温度偏高的原因除设计、安装外在日常运行和检修方面主要有以下几个因素 ：瓦块自身、转子、轴承、油以及运行参数等。

1.瓦块自身因数

1.1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。设计要求瓦块本体或瓦块间厚度差均≮0.02mm。小修后安装时各瓦块厚度如下表：

由此可以看出瓦块本体的厚度或瓦块间的厚度差不是造成瓦温高的原因。

1.2 推力瓦块与推力盘接触不良

推力瓦块与推力盘的接触要求≮70%，且接触均匀，否则会使接触表面恶化，破坏油膜型形成的条件，造成推力瓦块局部干摩擦，在轴向推力作用下引起瓦温升高。此种原因会导致瓦块表面磨损严重，但在小修解体发现7、8号瓦块表面并无严重磨痕，涂红丹粉与推力盘对研，接触符合要求，所以推力瓦块与推力盘接触不良不是造成工作面7、8号瓦块温度高的原因。

1.3 瓦块背面销孔配合差，影响瓦块摆动度

推力瓦块用销钉挂在其背面处分半的安装环上，销钉与瓦块上的孔为较松的配合，瓦块背面有肋筋，使瓦块可绕肋稍做转动，从而使瓦块与推力盘之间形成楔形间隙，建立液体摩擦。当瓦块北面空与销钉卡涩，不能自由摆动，破坏油膜的正常建立，导致瓦块和推力之间形成少油膜或接近干摩擦的运行状态，导致瓦块温度较高。小修解体时对瓦块进行过检查，摆动良好，此种原因可排除。

1.4 瓦块温度测点位置乌金出现塌坑

推力瓦温度测点是埋在瓦块体背面窝里的。由于瓦块制造质量在轴向推力作用下温度测点位置可能出现塌坑。小修解体时发现7号瓦块出现塌坑导致温度测点测量温度偏高，对其进行更换。启机后发现7、8号瓦块温度再次升高，不能排除瓦块再次塌坑，造成瓦温偏高的假象。

2.转子因素

2.1 转子推力盘瓢偏超标