推力轴承的检修及安装

推力轴承的检修与安装
本文介绍了推力轴承的常规检修和安装，描述了在电厂运行中发现的问题和其解决方案。

推力轴承的常规检修和安装：
推力轴承多为密切尔式扇形瓦块来承担汽轮机转子运行中的轴向推力。

在推力轴承上，位于转子推力盘的工作面和非工作面各有若干块扇形瓦块，每块瓦均用销钉松套在推力轴承壳体内的安装环上，使瓦块略有摆动。

当转子静止时，推力瓦块与推力盘面呈平行状态，当转子升速直至额定转数的过程中，油被带入瓦块与推力盘的间隙中，瓦块因进油而形成楔形间隙，随着楔形间隙的减小，使瓦块出口侧因油压力高，而形成油膜。

图1所示为楔形油膜形成的过程机理。

一.推力轴承的检查
1、将推力轴承试组装，打入中分面销钉，中分面不允许有错口，其接触面应达到75%以上接触，并分布均匀，用0.03㎜塞尺塞不入。

2、如推力轴承有球面座与安装环的接触亦应达到75%以上，否则应对其研修刮。

3、清理检查推力轴承的进出油孔和瓦块上乌金面。

油孔应畅通，瓦块上的乌金应无脱胎和砂眼（用浸油法或着色法检查）。

4、测量推力瓦块厚度。

如图2所示，在平板上移动瓦块，用百分表测量。

每块瓦的厚度差，一般不应该超过0.02㎜。

如有超过，也应在转子推力盘与整组瓦块接触检查中，根据情况修刮。

二.推力轴承工作瓦块和非工作瓦块的修刮
1、对于单置式推力轴承，应首先研磨球面座与其洼窝和安装环与球面座接触面，均应合格后，顺序吊入下球面座、转子、装入瓦块和上瓦球面座组件，紧好结合面螺栓，经检查一切正常后，用桥吊作牵引拉动转子，同时将推力盘压向工作瓦面及非工作瓦面，经数圈盘动后，解体检查每块瓦块接触面的接触情况，进行修刮。

当用涂红丹法检查接触达到合格后，还应
最后以不图红丹的干磨法再检查各瓦块接触面至合格为止。

瓦块接触面亦应达到75%以上。

2、对于推力支持联合轴承，在装人下半轴瓦后，在推力盘上涂上薄薄一层红丹油，吊入转子，依次装入上瓦、球面座和上盖，紧好结合面螺栓，顺运行方向盘动转子，且压向需研刮侧瓦块，根据接触情况进行修刮，如图所示。

3、当汽缸已扣盖，需检查推力轴承内轴向间隙时，应配制推动转子能轴向位移的专用工具。

人工盘动使转子向所需方向移动。

三.测量推力轴承的推力间隙
当推力轴承全部检修并组装好的情况下进行测量时，其方法为：在转子某凸缘处架设百分表，测量转子的轴向移动植。

转子盘动的情况下，用专用工具推动转子，分别移向前、后的极限位置，记录百分表的最大值和最小值，其差即为推力间隙。

推力轴承，还应在支持轴承部分的端面，架上百分表，测取支持轴承在推动转子时的位移，从转子架设的百分表的移动值中，减去支持轴承的位移，才是真正的推力间隙。

推力间隙若需调整时，应结合转子轴向通流间隙的调整要求，综合考虑，即将转子压紧工作瓦块，测量通流部分各尺寸符合要求时定位。

在将转子压向非工作瓦块，从转子所架百分表测出推力间隙。

若不符合要求，可调整调整环内垫片厚度，使推力轴承定位点和推力间隙，均处于所要求的数据范围内。

四.推力轴承的最后组装
组装中还应修刮调整各挡油环的间隙，推力瓦块上的金属测温元件及导线的可靠固定，并再次复查轴向各间隙，有无异常。

当一切正常时，再装推力轴承上盖，其紧力或间隙符合制造厂规定时，紧固水平结合面螺栓。

再次盘动汽轮机转子，测取推力间隙，确认合格后，该项工作安装完毕。

下面以马钢135机组为例来介绍推力轴承在运行中出现的问题，并介绍其解决办法。

马钢电厂1号汽轮机为国产的135MW凝汽式机组。

该机自今年投产以来，推力轴承工作瓦块温度一直偏高，推力轴承工作瓦12个瓦块均存在不同程度的磨损。

为了控制工作瓦温度不超允许值，经常限制负荷运行。

通过多次试验，经过认真分析，推力轴承工作瓦块温度偏高的主要原因是推力轴承球面接触不好、自位性较差、推力瓦供油量不足。

利用该机大修的机会，针对推力瓦的实际情况，在调整推力轴承球面紧力和增大推力瓦进油截面等方面做了大量工作。

处理后，机组带满负荷，工作瓦温度由94.3℃降至83.7℃，效果明显，恢复了机组带满负荷运行能力。

但是，大修中推力轴承球面接触不好未做处理；大修后，因设备问题机组负向推力增大；预计这两个问题处理后，推力瓦温度会进一步降低。

在本次机组临检中，对推力轴承解体检查，工作瓦12个瓦块全部存在不同程度的磨损，其中工作瓦下半6个瓦块磨损较重，而上半6个磨损较轻。

为了充分了解该机组推力瓦温度高产生的原因及检修后的效果，对该机运行的有关数据做了全面收集和整理。

原因分析：推力轴承自位性差
从推力轴承球面接触情况看推力轴承自位性
推力轴承解体后，经过着色检查发现，下瓦球面两条环形球面，前箱侧接触面积约为80%左右，而发电机侧仅为50%左右（正常要求＞80%）。

从推力轴承球面接触情况看，没有达到设计要求。

从比压角度讲，发电机侧环形球面减少30%，该侧比压就要比设计值增加37.5%。

由于二瓦扬度较大，发电机侧环形球面受力情况大于前箱侧环形球面，故发电机侧环形球面比压比以上计算值还要大。

因此，非常容易产生推力轴承自位不灵活。

从两侧轴向位移曲线变化偏差分析推力轴承自位性
两侧轴向位移曲线变化偏差，机组启动前左侧-0.22mm，右侧-0.36mm，右侧大于左侧0.14mm；负荷55MW时，两侧相交；负荷85MW时，左侧-0.853mm，右侧-0.805mm，左侧
大于右侧0.048mm；从轴向位移左右两侧变化情况看，成交替变化曲线。

即当负荷变化时，左右高压调节汽门开度不同、进汽量不同，致使高压转子左右受力不均而产生偏转，推力盘也随之发生偏转。

如果推力轴承自位性好，推力瓦与推力盘间仍可保持平行接触，对推力瓦温度升高不会产生负面影响。

反之，完全可以引发部分推力瓦块的受力不均，使其温度升高。

从推力轴承工作瓦面温度变化的不可重复性分析推力轴承自位性
图2轴向位移与推力瓦工作瓦面温度变化的关系。

轴向位移-0.83mm时，#3工作瓦温度86℃，#8工作瓦温度92℃；当轴向位移增至-0.86mm后又退回到-0.83mm时，#3工作瓦温度升至95℃，#8工作瓦温度降至88℃；如果推力轴承自位性好，轴向位移与推力瓦工作瓦面温度变化应该是一一对应的，不应该出现偏差大的现象。

从汽轮机转子扬度不同分析推力轴承自位性
查看机组#2瓦位置转子扬度为1.23mm，比同类型机组前扬高出1.01mm。

由于该机组#2瓦处转子前扬较大，推力轴承工作瓦下半瓦块的磨损量又大于上半瓦块，推力轴承工作瓦下半瓦块受力程度大于上半瓦块。

因此，这个现象也说明了推力轴承自位性差。

推力轴承供油量不足
由推力轴承工作瓦块磨损情况分析，推力瓦工作瓦共有12个瓦块，解体发现每个瓦块的出油面均有磨痕，只是轻重程度不同。

推力瓦工作瓦面共计12个温度测点，最高点温度97℃，最低点温度只有64.5℃，而厂家容许温度≯100℃。

为什么瓦温没有超标，而瓦块却被磨损了？分析原因主要是，工作瓦侧供油量不足，油膜形成不好所致。

由推力轴承工作瓦块供油结构可知，在工作瓦调整环上瓦块与瓦块之间有一个φ19.3mm供油短管，供油短管出口与推力盘保持一个最小间隙，对供油量起到限流作用。

图纸要求该间隙应保证在3.5mm～4.0mm之间，而实际测量仅有3.1mm。

经计算实际供油量是图纸要求最小供油量的88%，是最大供油量的77%。

因此推力轴承工作面侧瓦块供油量明显不足。

轴向推力变大
此次大修高压汽缸揭开后，发现高压第二级隔板汽封成组磨损、脱落约占2/5之多，高压第一级动叶叶顶径向汽封也有部分脱落。

经研究认为，高压第一级动叶叶顶径向汽封的脱落属于设计制造方面问题，同型机组也有此类情况出现。

因此，根据专家的建议将整圈汽封全部拿掉，以防再次脱落，打坏叶片。

高压第一级动叶叶顶径向汽封拿掉后，径向间隙最大增至约有1.5mm～2.0mm。

这次大修后起动与大修前比较，轴向位移负向增大约0.3375mm （见表）。

负荷（MW）左轴向位移mm右轴向位移mm轴向位移平均变化mm备注30-0.548-0.462
0.325临检前
100-0.834-0.826
30-0.43-0.46
0.6625大修后
100-1.045-1.17
大修前对应负荷100MW推力瓦工作面温度最高85.9℃，大修中对推力瓦供油量及球面紧力又做了进一步调整，大修后启动对应负荷100MW工作瓦温降至83.7℃。

如果不考虑
轴向位移负向增大的影响，工作瓦温还应降得更低些。

因此，轴向位移负向增大无疑对推力瓦工作面温度降低产生了不利影响。

主要处理措施：
1、调整球面紧力
球面紧力对推力轴承的自位性影响较大，为了增加球面的自位性，将原推力轴承球面紧力0.04mm调整为间隙0.02mm。

2、增加推力轴承供油量
解体测量工作瓦供油短管出口与推力瓦最小间隙为2.98mm，最大间隙为3.68mm，厂家图纸要求3.5～4.0mm，故将间隙增加至4.0mm。

为使推力轴承供油量增加6%，经计算在保证二、三瓦小油箱内油压不变情况下，将小油箱供油节流孔直径由原来Ф55mm，改为Ф57.4mm，将二瓦供油节流孔直径由原来Ф48mm，改为Ф51mm。

联合推力轴承进油孔的密封面是一个球面。

通过检查发现，球面有50%接触不好，并且存在大约0.05mm的缝隙。

为了防止轴承供油从此间隙漏出而影响推力轴承的供油量，轴承回装时在球型密封面涂上密封胶做了简单处理。

更换推力瓦和调整环
临检中对磨损严重的瓦块及有0.05mm瓢偏的调整环进行了更换，以减少各推力瓦块与平衡盘之间的受力不均。

处理结果：
大修处理后（含临检处理），负荷在100MW至130MW之间，工作瓦最高温度下降了10.6℃；平均温度下降了5.6℃。

原来该机组因工作瓦温高，需要限制负荷运行。

现在推力瓦温度已经不会影响到机组的安全运行，机组也不会因工作瓦温度高而限制负荷运行。

该机组工作瓦温度高问题，通过大修处理后，瓦温降低效果显著。

但是，影响推力瓦温度降低的主要因素还有两个未能得到彻底解决：一个是这次大修中将高压第一级动叶叶顶径向汽封拿掉，径向间隙明显增大，使之大修后机组负向串轴比大修前有所增加；另一个是推力轴承球面接触不好。

这两个问题如果在以后的检修中得以解决，推力瓦温度还会进一步降低。

总体来讲，经过处理后，机组现在能够带额定负荷长期于运行。

本文在描述一些问题的过程当中难免出现不准确的地方，还请评阅者谅解！。