推力瓦溫度高分析.doc

中國電力（）綏中電廠2號汽輪機推力瓦溫度高原因分析及處理 日期：2005-06-20 來自：綏中發(fā)電有限責任公司 綏中電廠2號汽輪機為俄羅斯生產(chǎn)的800MW超臨界凝汽式機組。該機自2000年投產(chǎn)以來，推力軸承工作瓦塊溫度一直偏高，推力軸承工作瓦12個瓦塊均存在不同程度的磨損。為了控制工作瓦溫度不超允許值，經(jīng)常限制負荷運行。通過多次試驗，經(jīng)過認真分析，推力軸承工作瓦塊溫度偏高的主要原因是推力軸承球面接觸不好、自位性較差、推力瓦供油量不足。2003年3月、9月利用該機臨檢和大修的機會，針對推力瓦的實際情況，在調(diào)整推力軸承球面緊力和增大推力瓦進油截面等方面做了大量工作。處理后，機組帶780-800MW負荷，工作瓦溫度由94.3降至83.7，效果明顯，恢復了機組帶滿負荷運行能力。但是，大修中推力軸承球面接觸不好未做處理；大修后，因設(shè)備問題機組負向推力增大；預計這兩個問題處理后，推力瓦溫度會進一步降低。關(guān)鍵詞：汽輪機推力軸承推力瓦溫度1簡述綏中發(fā)電廠2號汽輪機為俄羅斯列寧格勒金屬工廠生產(chǎn)的800MW單軸、五缸、中間再熱、凝汽式超臨界機組。該機組的軸向推力主要產(chǎn)生于高壓缸，高壓缸采用雙層回流結(jié)構(gòu)，主蒸汽由高壓缸中間部分進入前6級（前箱側(cè)），然后蒸汽以180轉(zhuǎn)彎流過內(nèi)外缸夾層進入高壓缸后6級（發(fā)電機側(cè)）。中壓缸和三個低壓缸均為對稱布置。推力軸承設(shè)計為H型，即機組有兩個推力盤，當推力為正向時，非工作瓦受力；反之工作瓦受力。正常運行時，該機顯示負串軸，所以工作瓦溫度高于非工作瓦溫度。該機自2000年投產(chǎn)以來，推力軸承工作瓦塊溫度一直偏高，最高時達到97。為了控制工作瓦溫度不超標，該機組經(jīng)常保持負荷在700MW左右運行。2003年3月機組第三次臨檢，推力軸承解體檢查，工作瓦12個瓦塊全部存在不同程度的磨損，其中工作瓦下半6個瓦塊磨損較重，而上半6個磨損較輕。該機每次臨檢后都將磨損嚴重的瓦塊更換為新瓦，但是經(jīng)過一個臨檢周期后工作瓦塊的磨損情況又重新出現(xiàn)。2003年3月、9月利用該機臨檢和大修的機會，針對推力瓦的情況進行了調(diào)整和處理，使其工作瓦最高溫度由94.3降至83.7，機組可以帶滿負荷運行。2數(shù)據(jù)收集為了充分了解該機組推力瓦溫度高產(chǎn)生的原因及檢修后的效果，對該機03年3月臨檢前、后和大修后運行的有關(guān)數(shù)據(jù)做了全面收集和整理。臨檢前數(shù)據(jù)是對該機組DAS系統(tǒng)的歷史記錄拷貝整理后得到；臨檢后和大修后數(shù)據(jù)是不同工況的試驗記錄。3原因分析3.1推力軸承自位性差3.1.1從推力軸承球面接觸情況看推力軸承自位性推力軸承解體后，經(jīng)過著色檢查發(fā)現(xiàn)，下瓦球面兩條環(huán)形球面，前箱側(cè)接觸面積約為80%左右，而發(fā)電機側(cè)僅為50%左右（正常要求80%）。從推力軸承球面接觸情況看，沒有達到設(shè)計要求。從比壓角度講，發(fā)電機側(cè)環(huán)形球面減少30%，該側(cè)比壓就要比設(shè)計值增加37.5%。由于二瓦揚度較大(詳見表1)，發(fā)電機側(cè)環(huán)形球面受力情況大于前箱側(cè)環(huán)形球面，故發(fā)電機側(cè)環(huán)形球面比壓比以上計算值還要大。因此，非常容易產(chǎn)生推力軸承自位不靈活。3.1.2從兩側(cè)軸向位移曲線變化偏差分析推力軸承自位性兩側(cè)軸向位移曲線變化偏差（見圖1）。2003年1月16日機組啟動前左側(cè)-0.22mm，右側(cè)-0.36mm，右側(cè)大于左側(cè)0.14mm；負荷350MW時，兩側(cè)相交；負荷535MW時，左側(cè)-0.853mm，右側(cè)-0.805mm，左側(cè)大于右側(cè)0.048mm；從軸向位移左右兩側(cè)變化情況看，成交替變化曲線。即當負荷變化時，左右高壓調(diào)節(jié)汽門開度不同、進汽量不同，致使高壓轉(zhuǎn)子左右受力不均而產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，推力盤也隨之發(fā)生偏轉(zhuǎn)。如果推力軸承自位性好，推力瓦與推力盤間仍可保持平行接觸，對推力瓦溫度升高不會產(chǎn)生負面影響。反之，完全可以引發(fā)部分推力瓦塊的受力不均，使其溫度升高。3.1.3從推力軸承工作瓦面溫度變化的不可重復性分析推力軸承自位性圖2軸向位移與推力瓦工作瓦面溫度變化的關(guān)系。軸向位移-0.83mm時，#3工作瓦溫度86，#8工作瓦溫度92；當軸向位移增至-0.86mm后又退回到-0.83mm時，#3工作瓦溫度升至95，#8工作瓦溫度降至88；如果推力軸承自位性好，軸向位移與推力瓦工作瓦面溫度變化應該是一一對應的，不應該出現(xiàn)偏差大的現(xiàn)象。3.1.4從汽輪機轉(zhuǎn)子揚度不同分析推力軸承自位性1號機與2號機安裝時轉(zhuǎn)子揚度值調(diào)整結(jié)果比較（見表1）。表1單位：mm/m查看兩臺機組#2瓦位置轉(zhuǎn)子揚度1號機0.22mm，2號機1.23mm，后者比前者前揚高出1.01mm。由于該機組#2瓦處轉(zhuǎn)子前揚較大，推力軸承工作瓦下半瓦塊的磨損量又大于上半瓦塊，推力軸承工作瓦下半瓦塊受力程度大于上半瓦塊。因此，這個現(xiàn)象也說明了推力軸承自位性差。3.1.5從高壓#3調(diào)門開度分析推力軸承自位性該組帶負荷563MW，1號4號高壓調(diào)門分別開啟57%、58%、8%和0%，軸向位移左側(cè)為-0.93mm,右側(cè)為-0.89mm，推力軸承工作瓦塊最高溫度為87；機組帶負荷660MW，1號4號高壓調(diào)門分別開啟52%、50%、24%和0%，軸向位移左側(cè)為-0.88mm,右側(cè)為-0.88mm，推力軸承工作瓦塊最高溫度為77。比較兩種工作方式：前者比后者3號高壓調(diào)門少開啟16%；軸向位移向正向移動，左側(cè)減少-0.05mm，右側(cè)減少-0.01mm，左側(cè)比右側(cè)多串動-0.04mm；工作瓦溫度最大減少約10（見表2）。原因分析，高壓#3調(diào)門位于左上方（面向發(fā)電機看），當高壓#3調(diào)門開度很小時，高壓轉(zhuǎn)子前端主要接受高壓#1、#2調(diào)門進汽作用力，使#2瓦處軸徑向上抬起，轉(zhuǎn)子平衡盤隨之前仰增大，推力軸承工作瓦下瓦塊受力增加，影響到瓦溫升高。當高壓#1、#2調(diào)門開度不變，高壓#3調(diào)門開大，推力軸承工作瓦下瓦塊受力減小，瓦溫降低。假如推力軸承自位性很好，此類現(xiàn)象不會出現(xiàn)。3.2推力軸承供油量不足由推力軸承工作瓦塊磨損情況分析，推力瓦工作瓦共有12個瓦塊，每次解體都發(fā)現(xiàn)每個瓦塊的出油面均有磨痕，只是輕重程度不同。推力瓦工作瓦面共計12個溫度測點，最高點溫度97，最低點溫度只有64.5，而廠家容許溫度100。為什么瓦溫沒有超標，而瓦塊卻被磨損了？分析原因主要是，工作瓦側(cè)供油量不足，油膜形成不好所致。由推力軸承工作瓦塊供油結(jié)構(gòu)可知，在工作瓦調(diào)整環(huán)上瓦塊與瓦塊之間有一個19.3mm供油短管，供油短管出口與推力盤保持一個最小間隙，對供油量起到限流作用。圖紙要求該間隙應保證在3.5mm4.0mm之間，而實際測量僅有3.1mm。經(jīng)計算實際供油量是圖紙要求最小供油量的88%，是最大供油量的77%。因此推力軸承工作面?zhèn)韧邏K供油量明顯不足。另外，本機的二瓦為支持推力聯(lián)合軸承，2瓦的支持和推力軸承來油是通過二、三瓦上部小油箱供給。經(jīng)檢查小油箱下部供油孔的球面結(jié)合面部分約有50%接觸不好，即有一部分油從此處漏入油箱，同時也減少了推力瓦的供油量。3.3軸向推力變大此次大修高壓汽缸揭開后，發(fā)現(xiàn)高壓第二級隔板汽封成組磨損、脫落約占2/5之多，高壓第一級動葉葉頂徑向汽封也有部分脫落。俄羅斯專家認為，高壓第一級動葉葉頂徑向汽封的脫落屬于設(shè)計制造方面問題，同型機組也有此類情況出現(xiàn)。因此，根據(jù)俄羅斯專家的建議將整圈汽封全部拿掉，以防再次脫落，打壞葉片。高壓第一級動葉葉頂徑向汽封拿掉后，徑向間隙最大增至約有1.5mm2.0mm。這次大修后起動與大修前比較，軸向位移負向增大約0.3375mm（見表3）。大修前對應負荷778MW推力瓦工作面溫度最高85.9(詳見表4)，大修中對推力瓦供油量及球面緊力又做了進一步調(diào)整，大修后啟動對應負荷780MW工作瓦溫降至83.7。如果不考慮軸向位移負向增大的影響，工作瓦溫還應降得更低些。因此，軸向位移負向增大無疑對推力瓦工作面溫度降低產(chǎn)生了不利影響。4主要處理措施4.1調(diào)整球面緊力球面緊力對推力軸承的自位性影響較大，為了增加球面的自位性，將原推力軸承球面緊力0.04mm調(diào)整為間隙0.02mm。4.2增加推力軸承供油量4.2.1解體測量工作瓦供油短管出口與推力瓦最小間隙為2.98mm，最大間隙為3.68mm，廠家圖紙要求3.54.0mm，故將間隙增加至4.0mm。4.2.2為使推力軸承供油量增加6%，經(jīng)計算在保證二、三瓦小油箱內(nèi)油壓不變情況下，將小油箱供油節(jié)流孔直徑由原來55mm，改為57.4mm，將二瓦供油節(jié)流孔直徑由原來48mm，改為51mm。4.2.3聯(lián)合推力軸承進油孔的密封面是一個球面。通過檢查發(fā)現(xiàn)，球面有50%接觸不好，并且存在大約0.05mm的縫隙。為了防止軸承供油從此間隙漏出而影響推力軸承的供油量，軸承回裝時在球型密封面涂上密封膠做了簡單處理。4.3更換推力瓦和調(diào)整環(huán)臨檢中對磨損嚴重的瓦塊及有0.05mm瓢偏的調(diào)整環(huán)進行了更換，以減少各推力瓦塊與平衡盤之間的受力不均。4.4處理結(jié)果大修處理后（含臨檢處理），負荷在755MW至780MW之間，工作瓦最高溫度下降了10.6；平均溫度下降了5.6。原來該機組因工作瓦溫高，需要限制負荷運行?，F(xiàn)在推力瓦溫度已經(jīng)不會影響到機組的安全運行，機組也不會因工作瓦溫度高而限制負荷運行。具體數(shù)據(jù)詳見表4。注：工作瓦溫度均取至溫度高的幾個點。臨檢前瞬間帶800MW負荷，工作瓦溫度最高可達到97。5結(jié)論和建議該機組工作瓦溫度高問題，通過臨檢和大修兩次處理后，瓦溫降低效果顯著。但是，影響推力瓦溫度降低的主要