汽轮机轴承与轴承座、主要影响因素

汽轮机轴承与轴承座

1、汽轮机轴承座

本汽轮机共有八个支持轴承。＃1轴承，＃2、3轴承，＃4轴承分别位于前轴承座、中轴承座和＃3轴承座内，它们分别支承着高压缸转子和中压缸转子。＃5轴承，＃6轴承，＃7轴承和＃8轴承则分别位于低压缸A和低压缸B之间及两端的轴承座内，各自支承低压缸A和B的转子。发电机另有二个端盖轴承，支承发电机转子。推力轴承位于中轴承座内，与中压缸转子前部的推力盘相匹配，承担汽轮机的轴向推力。为了确保每个支持轴承在任何时候都可以精确对中，轴承设计成具有自位特性。

前轴承座、中轴承座和＃3轴承座单独安装在汽轮机基础上，高、中压缸依靠各自的猫爪支撑在轴承座上。前轴承座、中轴承座和＃3轴承座底部中心线上设有纵销，＃3轴承座下还有一对横销。前轴承座内装有＃1轴承、主油泵、危急遮断器和测速装置等部件，而中轴承座内包含有＃2、3轴承、推力轴承及其磨损检测装置和高、中压转子联轴器。

低压缸的四个轴承座与低压缸焊接成一体，轴承座连同低压缸座落在汽机基础台板上，各轴承座底部中心线上设有纵销，保证它们在纵向定向自由膨胀。

为了便于调整，轴承的底座采用能够很容易拆除或替换的垫片来保证在装配时精确找中，并用止动销固定轴承壳体防止轴向窜动。轴承上镶有经过严格控制、高质量的巴氏合金块，通过燕尾槽固到轴承上。

2、径向支持轴承

本汽轮机的＃1～4轴承采用水平、上下、中分面、双向可倾瓦结构轴承，其间用螺栓和定位销连接。

此可倾瓦轴承通常由六块弧形瓦块组成，弧形瓦块上衬有巴氏合金。上下半轴承各有三块，均匀分布，上半轴承的三个瓦块设有调整块，可以调整可倾瓦块与转子轴颈间的间隙，转子轴颈在轴承中的运行稳定性在很大程度上与此间隙值有关。

本可倾瓦支持轴承径向间隙设计为轴承孔直径的0.0013～0.0015，最大值为0.002，若超过0.2％，则需要更换可倾瓦块。

可倾瓦轴承上部瓦块开有油槽，轴承下部瓦块上设有热电偶，以测量瓦块的温度。下轴承体靠近水平中分面处的两侧装有销子，以防止轴承体转动。

各轴承设计金属温度不超过90℃，乌金材料允许在112℃以下长期运行。

本汽轮机的＃5～8轴承采用椭圆瓦轴承，为上下两半，水平中分面结构。它主要由瓦枕与瓦块组成。上下两半之间均用螺栓连接，瓦块与瓦枕之间为球面结合，可以确保椭圆轴承的自位能力。它的轴承的垂直直径间隙设计为轴承孔直径的0.0013，而水平方向的直径间隙设计为轴承孔直径的0.0026。

椭圆轴承在轴承体和轴承环之间采用球面接触，轴承的球形座由手工刮削而成，并安装在每个轴承上以获得适当的运动自由度。椭圆瓦轴承的内径间隙最大值为内孔直径的0.0025，当间隙值达到或者超过此最大值时应重新浇铸巴氏合金。为了方便润滑油进出轴瓦，

在轴承的中分面处将巴氏合金切掉一点，使之成为圆角状，这一圆角状区域可一直延展到接近轴承的二端，油从向上的油流侧的水平结合面进入轴承。在水平结合面的另一侧的油槽中钻有一限油孔，此限油孔能够限制润滑油的泻油量，使其在轴承润滑油的出口处能建立起一个微小的压力，一小部分润滑油通过泻油口排入润滑油观察箱。

椭圆瓦的上部轴瓦开有油槽，轴承的下部瓦块上设有热电偶，以测量瓦块的温度。

3、推力轴承

本机组为冲动式机组，蒸汽产生的轴向推力较反动式机组为小。在结构设计上，低压缸和中压缸采用分流形式，因此轴向推力相互抵消，高压缸转子的轴向推力指向机头方向，由斜面式推力轴承承担，转子轴向位置由推力轴承决定。

推力轴承结构装配简单，占据空间小，具有较高的承载能力，推力盘包围在推力轴承内，推力轴承表面镶巴氏合金，由径向油槽分割成许多瓦块。推力瓦块由内径向外径做成楔面。油进入推力轴承后，由于转子驱动，在推力盘和推力轴承之间形成连续的油膜。推力轴承刚度很好，具有较长的使用寿命。

本机组的推力轴承被单独安置在高中压缸之间的＃2轴承座内，其型式为金斯不里型（Kingsbury）推力轴承，由上、下两半组成，系水平、中分面结构，上下两半采用螺栓连接。该推力轴承的工作面与非工作面各装有8块推力瓦块，推力盘与中压转子制成一体，推力盘旋转时，推力瓦块在圆周方向倾斜，推力瓦块与推力盘之间形成油楔，承受轴向推力。

金斯布型推力轴承的独特之处在于其瓦块的支承方式。如图所示，推力瓦块由上、下两层支承块支撑，上、下支承块之间相互搭接，上支承块顶部与瓦块背部的凸缘相接触，并支承该瓦块，使瓦块为可倾式。金斯不里型推力轴承的优点是各推力瓦块的负荷可以自动调节分配，可以保证不会产生个别推力瓦块因负荷过大而被烧毁的现象。其工作原理为：当推力盘对某推力瓦给了一个比其它推力瓦大的作用力时，这个推力瓦块就将力传给它的垫块，

推力轴承支承方式

而这个垫块又把推力传给它的两个支持块的一头，在推力作用下就把这两个支持块的另两头向上顶，这样就把推力通过垫块传递给了相邻的两个推力瓦块，也就保证了几个推力瓦块的负荷的基本平衡。下支承块座落在定位环内，定位环背部还设有调整垫片，用此来调整推力轴承瓦块与转子推力盘之间的间隙值。

图3-26 推力轴承示意图

本推力轴承上半部的工作面与非工作面瓦块上各设有2个温度热电偶测点，用于测量瓦块的乌金温度。推力轴承还装有液压式推力轴承磨损检测装置，用于检测瓦块的磨损情况。止推轴承巴氏合金的温度范围，主要根据轴向载荷的大小而定，从略高于进油温度一直到98.9℃。报警整定值为98.9℃，跳闸整定值为107.2℃。在报警温度与跳闸温度之间运行，则应注意监视并找出温度不正常的原因。

表3－8 各个轴承的参数

4

现在存在主要问题：

1、

大轴顶起高度达不到设计值、泄油量大，开停机冲转、惰

走过程中导致单边磨瓦。 2、

顶轴油压对真空高低比较敏感，开机抽真空过程中各瓦顶

轴油压变化比较大。

顶轴油系统不稳定

一、设备基本情况

#3、#4机CCLN1000-25.0/600/600超超临界凝汽式汽轮机顶轴油系统为哈汽配套，设计装有两台套顶轴油泵，一用一备。顶轴油泵为日本油研工业株式会社生产的A3H56-FR01KK-10-X33型柱塞泵，油泵主要技术参数如表1。

表1 顶轴油泵技术参数

油泵配套电机为南阳防爆集团生产的YB2-225M-6型电机，功率30KW ，转速980r/min 。系统设计允许最高压力27.44Mpa ，正常额定工作压力不大于20.58Mpa 。按电机转速及油泵几何排量计算，单台油泵流量（泄漏系数0.05）52.4L/min 。设计各轴颈顶起高度：0.06-0.1mm ；设计各瓦顶轴油压：5-15MPa ；设计顶轴油供油量：轴瓦全部顶起所需油量50L/min 。油泵向两低压缸四个轴瓦（#5、#6、#7、#8瓦），发电机两个轴瓦（#9、#10瓦）提供顶轴油。

图1 顶轴油系统示意图

#5瓦#6瓦#7瓦#8瓦#9瓦#10瓦

＃2顶轴

＃1顶轴

二、运行存在的问题（以#4机为例）

1、顶轴试验大轴顶起高度不够

按照设计要求，在一台顶轴油泵运行时，汽轮机大轴的顶起高度为0.06－0.10mm 。经

过多次做汽轮机的顶轴试验，无论是开单台顶轴油泵，还是开两台顶轴油泵，只有几个瓦的顶起高度达到要求。见表2所示。

表2 处理前顶轴试验各轴颈顶起高度