汽轮鼓风机主油泵联轴器膜片频繁损坏的原因分析及处理

摘要：分析了现场汽轮鼓风机主油泵联轴器膜片频繁损坏的原因。针对运行环境特点及汽轮鼓风机的具体情况，对故障的原因进行了详细的分析，提出消除此类故障措施，对防止同类的事故再次发生提出建议。

关键词：汽轮鼓风机 主油泵联轴器膜片 分析及处理

1.现状

莱钢能源动力厂银前3#汽轮鼓风机主油泵声音异常，对主油泵振动跟踪监测如表1：

从上表数据分析主油泵振动有劣化趋势遂对主油泵解体，检查发现联轴器膜片断裂，弹性垫片磨损严重，联轴器套筒中间弹性垫片与轴头接触面有明显磨损，不能正常使用。

为了彻底查找原因，对主油泵中心进行复查，发现泵轴比主轴低0.52mm，超差0.47 mm（高速旋转设备的联轴器中心标准数值为0.05 mm以内）；解体检查齿轮箱，发现轴瓦与主从动齿轮轮齿面均有磨损现象，且比较严重。针对此次情况，调配一套备件，对膜片、泵轴、齿轮、轴瓦全部进行了更换，并重新调整中心，中心数据为泵轴高0.05mm，上开口0.04mm，右边开口0.035mm。

检修完毕开机动态试验，一个月后，在定修时停机检查，发现主油泵两片膜片又严重损坏，损坏程度比表1的程度有所减轻，汽轮机轴头和主油泵轴头与联轴器之间接触的弹性垫片磨损严重，复查中心，发现中心变化不大。

2.原因分析

2.1.联轴器中心改变。汽轮机在开停机时在重复发生热胀冷缩的过程，由于汽轮机的热膨胀与车头箱相对不同步、主油泵底部接触支撑面偏小且有微量变形，中心出现偏差，使主油泵在相对汽轮机的膨胀时轴向伸缩发生卡涩出现相对死点，造成主油泵振动增大。

2.2.汽轮机转子的轴向热膨胀使转子与主油泵车头箱相对位置发生变化。综合联轴器加工安装后的累积误差，造成主油泵联轴器轴向相对位置改变，使汽轮机转子轴头与主油泵传动轴头突出至联轴器连接法兰端面以外，汽轮机轴头、主油泵轴头与联轴器间的弹性垫片之间产生冲击力增大，联轴器所受轴向推力增大，导致弹性膜片因受到过大拉力和轴向窜动推力而断裂。

2.3.联轴器膜片疲劳损坏。膜片联轴器是由几组膜片（不锈钢薄扳）用螺栓交错地与两半联轴器联接，每组膜片由数片叠集而成，借鉴随机资料膜片参数，断定损坏的联轴器膜片单片厚度偏厚，导致膜片组刚性偏大韧性不足，不能充分满足吸收振动和拉伸要求，在较大轴向径向和角度偏转力的综合作用下疲劳损坏。

3.技术方案

加工两块平垫铁，安装在主油泵下部底面左右两端。垫铁加工时上下两结合平面需经磨床精加工，保证垫铁与主油泵底面之间的接触精度。主油泵底面左右两端安装垫铁后，保证转子轴向膨胀时主油泵沿垫铁平面与其同步水平运动，起到一定的导向定位作用，保证主油泵始终保持在一定平面，中心不发生过大偏移。

根据重新测出联轴器联接后轴向实际定位的尺寸数据，参照图纸安装要求的数据，经过测量后计算得出将联轴器中心两端接触面突出部位车去0.1mm，使联轴器轴向尺寸缩短；减小安装后联轴器两端面与主动轴传动轴两端面的间距，检测联轴器端面间的距离，沿联轴器法兰两端两内侧测出3-4点的读数取平均值，对接法兰两端面t1+t2总间隙平均值大于两膜片厚度之和、根据图纸要求两者误差控制在0.10-0.20mm。从而保证膜片的安装间隙在要求范围内。使联轴器法兰两端与对接法兰两面总间隙大于两膜片厚度0-0.40mm以内，保证膜片拆装间隙；锁定联轴器轴向窜动范围。使膜片在静止状态下受联轴器联接螺栓对膜片产生静拉的变形量在一定范围内。

使膜片在机组运行时与轴间接触受力平衡，在转子轴向窜动产生推力时，保证膜片有足够的变形量承受轴向、径向角度偏转力和吸收振动的能力。在转子机组运行中由于调整负荷产生将较大轴向窜动力时能依靠膜片的足够弹性变形量来补偿所联两轴的相对位移。

4.实施改造

每组膜片由数片叠集而成，将单片膜片厚度减小，膜片片数增加；增大了膜片的韧性，将膜片由原来的四孔两边交错对拉联接，改为六孔交错对拉联接，使膜片受力分布更加均匀，提高了膜片承受轴向、径向角度偏转力和吸收振动的能力。

通过查阅机组随机资料，膜片式联轴器膜片组的单片膜片厚度最佳尺寸为0.35-1.2mm之间，于是根据机组现状决定将单片膜片厚度由原来的1.0mm改为0.5mm，膜片片数相应增加；联系设备厂家商讨后确定方案可行，马上进行加工 。

安装前应首先检查汽轮机转子和主油泵两轴是否同心，两轴表面如有高点和碰伤进行修复，联轴器法兰端面内孔清理干净。

为了便于安装，安装后保证汽轮机转子和主油泵传动轴轴头不能凸出联轴器端面，以平齐为准，检测联轴器端面间的距离，沿联轴器法兰两端两内侧测出3-4点的读数取平均值，对接法兰A+A两端面总间隙平均值大于两膜片厚度之和；两者误差控制在0.10-0.20mm范 围之内。

复查膜片联接后静态变形量，各方面符合图纸安装技术要求进行总装。

5.实施效果

主油泵随3#汽轮鼓风机投入运行至今各测点监测振动情况测量值比较见表2：

通过这次技术攻关改造各项振动指标等综合性能良好，经过一段时间运行后；检查膜片无磨损、断裂现象，解决了长期制约机组安全稳定运行隐患。

参考文献：

[1]沈士一等，《汽轮机原理》，北京，水利电力出版社，1992

[2]杨静，沈安德，《热工自动装置检修》，中国电力出版社，2007

[3]CC60-8.83/3.9/1.2汽轮机使用说明书，杭州汽轮机股份有限公司，2007

第一作者简介：

吕辉良，男，38岁，在莱钢设备检修中心工作，多年来一直从事热力设备的检修工作.