推力轴承温度高原因分析及措施

推力轴承温度高原因分析及处理

杨立铭

国电宝鸡第二发电有限责任公司, 陕西宝鸡 721405

【摘要】本文深入分析了造成推力轴承温度高的原因，从推力轴承的检修以及锅炉、汽机各系统的调节全方位入手，采取相应措施，有效降低了推力轴承工作面温度，保证了汽轮机组的安全可靠运行。

【关键字】球面自位能力；轴向推力，推力轴承温度再热器减温水

某公司300MW机组汽轮机是东方汽轮机厂生产的N300-16.7／537／537-4型亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、冲动凝汽式汽轮机。其中推力轴承为活支可倾瓦块型（即密切尔型），为了尽量减小高中压转子两端轴承的跨距，布置在中间轴承箱＃2支持轴承后侧，见下图，采用了独立结构的推力轴承，

带有球面瓦套，依靠球面的自位能力保证推力轴承块载荷均匀。机组运行中推力轴承出现下半各瓦块长期温度高，达到94℃，严重影响机组安全稳定运行，期间曾因为推力轴承块温度突然升高到110℃引起保护动作，导致机组非计划停运。

原因分析

1、从运行中推力轴承各瓦块温度看，下瓦最下部#4瓦块温度最高，其它瓦块按线性由＃4瓦块向两边递减，可判断个别瓦块受力较重，推力轴承自位能力较差。检查中发现推力轴承布置的＃2轴承箱体存在严重变形问题，推力轴承套下半装入轴承箱时，两侧明显受挤压无法正常装入，导致装配后瓦套也产生变形，瓦体外球面与瓦套内球面在两侧中分面处存在严重卡口现象，使推力轴承被卡死，球面失去自位调整能力，导致运行中各推力瓦块受力不均，造成个别瓦块受力大，温度超标。

2、根据机组热力性能试验报告显示，高压缸效率81.41%，低于高压缸设计效率86.25％；中压缸效率94.13%，高于中压缸设计效率91.55％，高压缸效率低，使高压排汽压力超压，造成中压缸进汽压力最大达到 3.7MPA，超过设计值0.4Mpa，使得中压缸做功增多，中压推力增加，推力轴承符合增加。同时，从性能实验报告中看到，中压缸平衡盘即高中压间过桥汽封漏汽量达到再热蒸汽流量的9%，大大超过设计漏汽量，也比通常机组3％漏汽量大了两倍以上。从而可以看出，高中压缸之间汽封间隙可能超标，致使漏气增大，也使轴系推力显著增加，推力轴承块承载负荷随着增大，直接引起推力轴承温度增高。

3、检修安装质量也存在一些问题影响到推力轴承的正常工作。解体检查时

发现上下半瓦体有错位（上半向后错位0.2mm左右）现象，这说明瓦体中分面的定位销孔可能变形或存在误差，如果组装过程中不注意，造成上下错位，会加剧各瓦块的承力不均现象。还发现，垫环上的各瓦块定位销钉明显变形，在安装后个别瓦块被卡死无法活动（均分布在工作面下半），在运行中这些瓦块将无法保证与推力盘面正确接触，造成局部吃力过大，使温度升高。还检查发现，下半瓦块调整垫环厚度比上半大0.17mm，调整垫环厚度不同也使推力轴承下半受力更大，造成下部瓦块温度较高。测量球面间隙为负0.02mm。说明推力轴承球面存在紧力，已经丧失自位能力。上面现象说明推力轴承块受力不均确实存在，并影响到推力轴承温度异常。

4、机组运行中锅炉再热器温度控制不好，锅炉再热汽温调节喷水量长期较大，造成中压缸进汽压力增大，使转子中压部分承受的轴向推力增大，会造成推力轴承块承载增加，推力轴承瓦块承受的轴向推力大于设计要求，也是推力瓦块温度升高的原因之一。

处理方法及针对性措施

1、对推力轴承进行全面检修。对变形部位进行处理，消除了由于轴承箱变形产生的球面卡口现象。研磨球面接触，使接触达到质量标准，同时将球面间隙调整至0.03-0.06mm，彻底解决瓦体自位不良问题。更换垫环消除厚度差，同时检查确认中分面销孔情况，发现问题重新铰孔配置定位销，消除引起上下半成立不均的外在因素。更换全部的瓦块定位销，并定期检查销钉情况，确保瓦块活动灵活。

2、从运行方式和运行参数控制上寻求解决办法。

2.1尽量减少再热汽减温水量。具体方法有：

（1）在保证主、再热汽温的前提下，尽量采用正塔形配煤，倒塔形配风，降低火焰中心。

（2）要尽量选下层磨运行方式，如ABCD，ABC，，BCD， ABCDE，等，尽量不选DEF，CDE，CDEF，BCEF，BCDF等运行方式，此时，火焰中心抬高，炉膛吸热减小，炉膛出口烟温升高。

（3）每班检查结焦情况两次，有结焦时及时清理；严格执行吹灰制度，保证炉膛连续吹灰，每班至少吹炉膛30杆枪，每班至少吹炉膛30杆枪，控制低过出口温度低于420℃。；

（4）加强上下水封槽合水封的监视，保证水封量充足；炉底排渣门检查关严。

2.2用该机组接带全厂高辅母管（利用#1机冷再汽源），减小中压缸进汽量，使高中压缸作功比例发生了变化，减少中压缸做功比例，进一步减少推力轴承工作面的负荷。

2.3当推力轴承温度较高时，切换除氧器汽源至中辅母管接待（中辅母管汽源来自高辅母管），进一步减小中压缸做功量，减小轴向推力。

2.4机组在高负荷运行中，如果推力轴承块温度快速上升时，立即在DEH 以每分钟100MW的速率关小调阀，降低机组负荷至250MW及以下，直至推力轴承块温度降低至92℃及以下。

2.5加强机组油质管理，加强滤油和轴封控制，以保证轴封回汽畅通，防止油中带水，对推力轴承工作造成影响。

2.6机组加负荷时，在250MW及以上时，每加20MW负荷，应稳定10分钟，保证推力轴承温度变化平缓。

3、做好高中压间汽封漏气治理的准备，计划改型接触汽封、布莱登汽封、

DAS汽封等新型汽封，使汽封间隙合理，杜绝平衡盘的异常漏气，使机组的轴向推力从根本上减少，保证推力轴承在设计工况下工作。

措施实施后效果

机组接带全厂辅汽，使高中压缸作功比例发生了变化，减少中压缸做功比例，进一步减少推力轴承工作面的负荷，推力轴承工作面温度下降了3℃左右。通过燃烧调整减小再热器减温水量，减温水由较高时的70-80t/h降到目前的10－20t/h，使推力轴承工作面温度下降了 2.5℃。切换除氧器汽源至中辅母管接待，进一步减小中压缸做功量，可使推力轴承工作面温度下降了1－2℃。总体来说，通过运行工况调整，使推力轴承金属温度最大值下降7℃左右，取得了一定效果。

通过检修中，轴承箱变形处理、上下错口消除、推力轴承球面间隙调整以及调整垫环更换等工作，推力轴承运行中恢复了正常自位能力，使推力轴承各瓦块受力均匀，温度差值大幅度减小，温度差值在5℃以内，推力轴承工作面最高温度下降到80℃左右，能够确保机组安全稳定运行。

结束语

推力轴承温度高的影响因素有很多，检修安装调整及机组运行控制等多方面因素均造成推力轴承工况的恶化，但是，也可以看到，严格检修质量监督，加强运行监控和调整，都可以有效缓解推力轴承温度高问题，使温度控制在合理的范围内。另外，需要不断的学习实践来加深认识与理解，不断优化检修工艺和运行控制水平，不断分析探索其它有效途径，不断改善推力轴承工作状况，有效地保证汽轮机组的安全运行。

参考文献:

[1]西安热工研究院，国电宝鸡第二发电公司＃1机组修前性能试验检验报告

[2] 沈士一等，汽轮机原理，中国电力出版社，1992

[3] 陈庚，单元机组集控运行，中国电力出版社，2001