劉紹華
(江西省火電建設(shè)公司,江西南昌 330001)
摘 要:針對(duì)汽輪機(jī)單個(gè)支持軸瓦運(yùn)行時(shí)發(fā)生磨損進(jìn)行判斷,圍繞“軸頸相對(duì)軸承座徑向中心磨損前與檢修后基本不變”的檢修原則,對(duì)單個(gè)支持軸瓦磨損提出檢修方法和控制要點(diǎn),并通過(guò)對(duì)300MW機(jī)組單個(gè)支持軸瓦磨損換瓦處理過(guò)程及處理后運(yùn)行效果的描述,證明其檢修方法的可行性,為電廠單個(gè)支持軸瓦磨損判斷及換瓦處理提出了理論依據(jù)和有效方法。
關(guān)鍵詞:汽輪機(jī);單軸瓦;磨損;檢修
0 引言
汽輪機(jī)的支持軸承是汽輪機(jī)重要部件之一,它的作用是固定轉(zhuǎn)子在汽缸中的正確徑向位置,承受轉(zhuǎn)子的全部重量以及轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的離心力。目前,我國(guó)汽輪機(jī)支持軸承主要有4種結(jié)構(gòu)型式:圓筒瓦支持軸承、橢圓瓦軸承、三油楔支持軸承、可傾瓦支持軸承。不論哪種型式的支持軸承,都是由型式不同軸瓦等部件組成。所有型式的軸瓦工作面都澆鑄有易磨損的錫基軸承合金,即巴氏合金(也稱烏金),其作用是軸瓦在非正常工作狀態(tài)時(shí),磨損自己來(lái)保護(hù)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸。
汽輪機(jī)軸瓦在汽輪機(jī)安裝后首次啟動(dòng)運(yùn)行、大小修首次啟動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中,由于安裝質(zhì)量問(wèn)題,比如軸瓦間隙過(guò)小、進(jìn)油管堵塞、軸頸與軸瓦結(jié)合處進(jìn)入雜質(zhì)等情況,從而導(dǎo)致軸瓦磨損,嚴(yán)重影響汽輪發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行,若控制不良,出現(xiàn)軸瓦溫度高保護(hù)動(dòng)作跳機(jī),機(jī)組在惰走過(guò)程中,勢(shì)必導(dǎo)致軸瓦嚴(yán)重磨損(俗稱燒瓦)。上述情況一般是不應(yīng)該發(fā)生的事情,但由于機(jī)組安裝或檢修工期緊,加上安裝人員的疏忽,不該發(fā)生的事情有時(shí)也會(huì)發(fā)生。姑且不論該不該發(fā)生,我們還是討論發(fā)生這種情況怎樣處理。
1 單個(gè)軸承磨損情況判斷
汽輪機(jī)單個(gè)軸瓦發(fā)生磨損導(dǎo)致溫度高保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)后,應(yīng)分析保護(hù)動(dòng)作前后一段時(shí)期各軸瓦溫度變化情況。若某軸瓦溫度平滑上升,保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)后高速段惰走過(guò)程中軸瓦溫度仍處平滑上升趨勢(shì),同時(shí)此階段該軸頸振動(dòng)有上升趨勢(shì),基本上能判斷該軸瓦已磨損或嚴(yán)重磨損。判定軸瓦已磨損,應(yīng)立即停機(jī)進(jìn)行檢查處理。若是單個(gè)軸瓦磨損,我們只需對(duì)該軸承單獨(dú)進(jìn)行檢查處理,使機(jī)組盡快恢復(fù)正常運(yùn)行。
2 單個(gè)軸承檢查處理方法
2.1 檢查處理原則
通過(guò)拆除、復(fù)裝過(guò)程中有關(guān)數(shù)據(jù)的測(cè)量調(diào)整,在保證軸頸相對(duì)軸承座徑向中心,磨損前與檢修后基本不變的前提下,確保軸承檢修后有關(guān)數(shù)據(jù)滿足設(shè)計(jì)要求和接近磨損前測(cè)量數(shù)據(jù)。
2.2 檢查處理控制要點(diǎn)
1)軸承拆除。拆除時(shí)應(yīng)測(cè)量軸承壓蓋頂部緊力(或間隙)、油檔間隙、軸頸楊度等數(shù)據(jù),主要用于同檢修前和復(fù)裝時(shí)比對(duì)參考;測(cè)量軸瓦頂部間隙、軸頸頂部橋規(guī)測(cè)量值、轉(zhuǎn)子相對(duì)軸承油檔洼窩值,主要用于同檢修前安裝數(shù)據(jù)比對(duì),判斷轉(zhuǎn)子相對(duì)軸承徑向中心位置的變化,估算軸瓦磨損量,同時(shí)用于復(fù)裝時(shí)比對(duì)參考。
2)軸瓦磨損量測(cè)量估算。軸瓦磨損一般發(fā)生在下半,嚴(yán)重時(shí)上半軸瓦也會(huì)產(chǎn)生磨損。翻瓦檢查軸瓦磨損情況,利用拆除時(shí)測(cè)量的軸瓦頂部間隙(a
2)、軸頸頂部橋規(guī)測(cè)量值(b
2)和磨損前安裝測(cè)量的軸瓦頂部間隙(a
1)、軸頸頂部橋規(guī)測(cè)量值(b
1)等數(shù)據(jù),按下列方法估算軸瓦磨損量:
下瓦磨損量:δ
1=b
2-b
1+δ
t;
上瓦磨損量:δ
2=a
2-a
1-δ
1;若上瓦未磨損δ
1=a
2-a
1;
δ
t為溫度修正值,δ
t=(T
2-T
1)×r×α(其中:T
1為磨損前安裝時(shí)軸頸溫度,T
2為檢修時(shí)軸頸溫度,r為軸頸半徑,α軸頸金屬線膨脹系數(shù))
3)磨損軸瓦的處理。若是下半軸瓦輕微磨損,可進(jìn)行與軸頸研磨修刮處理繼續(xù)使用;若軸瓦磨損嚴(yán)重則應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)或換瓦處理,由于軸瓦加工精度要求較高,修補(bǔ)處理Z好到廠家進(jìn)行。
4)軸承復(fù)裝。軸瓦處理好或備用更換瓦到后,進(jìn)行接觸、脫胎等常規(guī)性檢查,合格后進(jìn)行復(fù)裝,復(fù)裝控制要點(diǎn)是保證軸頸相對(duì)軸承座徑向中心,磨損前與檢修后基本不變,方法為:安裝下半軸瓦,不裝上半軸瓦,通過(guò)調(diào)整瓦枕墊塊,測(cè)量油檔洼窩左、右、下部值和軸頸頂部橋規(guī)間隙值,使之與磨損前數(shù)據(jù)基本一致。軸頸相對(duì)軸承座左右中心位置以油檔洼窩左、右值,磨損前與檢修后基本一致來(lái)保證,誤差控制在0.03mm之內(nèi);軸頸相對(duì)軸承座上下中心位置以軸頸頂部橋規(guī)間隙值,磨損前與檢修后基本一致來(lái)保證,誤差控制在0.03mm之內(nèi)(要考慮溫度修正),同時(shí),以油檔洼窩下部值磨損前與檢修后基本一致作為輔證。在保證上述要點(diǎn)的基礎(chǔ)上,按通常方法調(diào)整測(cè)量軸瓦兩側(cè)間隙、頂部間隙、軸承緊力、油檔間隙等有關(guān)數(shù)據(jù),使之滿足廠家設(shè)計(jì)要求。
3 單個(gè)軸瓦磨損換瓦處理實(shí)例
某電廠在安裝東方汽輪機(jī)有限公司制造的型號(hào)為C330-16.67/0.3/538/538的汽輪機(jī)時(shí),由于安裝的1號(hào)軸瓦頂部間隙過(guò)?。ㄊ潞笈袛?,具體數(shù)據(jù)不詳),從而導(dǎo)致首次整套啟動(dòng)試運(yùn)過(guò)程中,該軸承發(fā)生下半軸瓦嚴(yán)重磨損事故,上半軸瓦無(wú)磨損。該汽輪機(jī)#1軸承是由五塊等厚度的瓦塊組成的自位式可傾瓦,分上半3塊、下半2塊安裝在上下軸瓦套內(nèi)。廠家要求瓦頂間隙為0.55-0.65mm,軸承壓蓋緊力為0.02-0.05mm,瓦塊與軸頸接觸面廠家要求不需要現(xiàn)場(chǎng)研磨修刮。
3.1 軸瓦磨損后有關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)量分析
查看磨損的下半瓦塊(以下稱壞瓦)磨損情況,烏金結(jié)塊變硬,表面發(fā)光,對(duì)此進(jìn)行以下測(cè)量分析:
1)安裝下半軸瓦套帶下半壞瓦塊,用橋規(guī)測(cè)量1號(hào)軸頸與橋規(guī)的間隙約為0.65mm(方法見(jiàn)圖1,此時(shí)軸頸的溫度約為60℃),磨損前橋規(guī)測(cè)量記錄為0.62mm(此時(shí)軸頸的溫度約為25℃)。估算下瓦磨損量為:δ
1=b
2-b
1+δ
t=0.65-0.62+(60-25)×0.18×0.0136≈0.11mm(軸頸直徑為360mm)。
2)測(cè)量油檔洼窩值,左右值與磨損前測(cè)量值相近,下部值比磨損前約小0.8mm,此值與估算下瓦磨損量0.11mm接近。
3)安裝上半壞瓦塊,測(cè)量軸瓦頂間隙約為0.46mm,估算磨損前的軸瓦頂間隙約為0.46-0.11=0.35mm。
3.2 軸承復(fù)裝
根據(jù)上述情況,經(jīng)研究決定更換軸瓦(以下稱新瓦),更換后要求保證3點(diǎn):一是保證軸頸相對(duì)軸承座徑向中心磨損前與檢修后基本不變;二是保證軸瓦頂部間隙在0.55~0.65mm;三是保證軸承壓蓋緊力在0.02~0.05mm,具體實(shí)施如下:
1)安裝下半軸瓦套帶新下半瓦塊,用橋規(guī)測(cè)量與軸頸的間隙約為0.81mm(此時(shí)軸頸的溫度約為55℃),說(shuō)明新瓦安裝后,軸頸相對(duì)軸承座上下中心位置比磨損前低。δ=0.81-0.62+δ
t=0.81-0.62+(55-25)×0.18×0.0136≈0.26mm。
2)安裝新瓦塊,測(cè)量瓦頂間隙約為0.75mm。
3)考慮到安裝新瓦塊后,瓦頂間隙偏大(0.75mm),按廠家圖紙(M107-241000D)技術(shù)要求,在每塊瓦塊擺動(dòng)調(diào)整墊片下加0.10mm的不銹鋼墊片后,測(cè)量瓦頂間隙約為0.55mm(當(dāng)轉(zhuǎn)子恢復(fù)到常溫后,數(shù)值會(huì)大些,應(yīng)在0.55~0.65mm);橋規(guī)測(cè)量軸頸間隙約為0.70mm(此時(shí)軸頸的溫度約為55℃)。
4)計(jì)算新瓦調(diào)整安裝后軸頸比磨損前中心值降低量A:
A=0.70-0.62+δ
t
=0.70-0.62+(55-25)×0.18×0.0136
A≈0.15mm
5)測(cè)量油檔洼窩左右值與磨損前測(cè)量值相近,下部值比磨損前約小0.13mm。
6)根據(jù)上述第4、5條的測(cè)算,為保證軸頸相對(duì)軸承的中心高度安裝新瓦塊后與磨損前相近,擬在下半軸瓦套3塊瓦枕墊塊下加墊片來(lái)達(dá)到,底部瓦枕墊塊下加A=0.15mm的不銹鋼墊片,兩側(cè)墊塊下各加C=A×sin30°≈0.8mm的不銹鋼墊片,見(jiàn)圖2。
7)研磨瓦枕與軸承座接觸后,測(cè)量軸頸橋規(guī)間隙約為0.58mm(此時(shí)軸頸的溫度約為50℃)。
8)計(jì)算瓦枕墊塊調(diào)整后軸頸比磨損前中心值上下變化量A′:
A′=0.58-0.62+δ
t
=0.57-0.62+(50-25)×0.18×0.0136
A′≈0.02mm
9)測(cè)量油檔洼窩左右值與磨損前測(cè)量值相近,下部值比磨損前約小0.3mm。
10)根據(jù)上述第8、9條的測(cè)算,說(shuō)明新瓦塊安裝調(diào)整后,軸頸相對(duì)軸承的徑向中心基本與磨損前相近。
11)通過(guò)壓鉛絲,調(diào)整上半軸瓦套頂部瓦枕墊塊下的墊片來(lái)保證軸承壓蓋緊力在0.02-0.05mm,同時(shí),按常規(guī)要求對(duì)軸承有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量調(diào)整。
3.3 處理方法評(píng)價(jià)
從軸瓦更換后運(yùn)行情況看,該軸承瓦溫運(yùn)行正常,軸頸振動(dòng)也在優(yōu)良范圍之內(nèi),說(shuō)明上述方法可取。
4 結(jié)束語(yǔ)
對(duì)汽輪機(jī)單個(gè)支持軸瓦磨損檢修,關(guān)鍵是要把握“軸頸相對(duì)軸承座徑向中心磨損前與檢修后基本不變”這條原則,在此基礎(chǔ)上,嚴(yán)格測(cè)量控制有關(guān)間隙,并考慮溫度對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)的影響,定能達(dá)到良好的效果。
來(lái)源:《江西電力》2013年05期