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國產(chǎn)300MW機(jī)組軸承座改造

2013-06-19

馬駿馳
（諫壁發(fā)電廠，江蘇 鎮(zhèn)江 212006）
　　摘　要：針對早期國產(chǎn)300MW汽輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中存在膨脹不暢的問題，與西門子公司合作，利用7號機(jī)大修，在軸承座改造中采用先進(jìn)的Deva合金材料替代原有的軸承座底部臺板滑塊，消除了缺陷，取得了較好的節(jié)能效果，還介紹了安裝工藝和注意事項(xiàng)。
　　關(guān)鍵詞：國產(chǎn)機(jī)組；軸承座；膨脹不暢；消除缺陷
　　我廠7號機(jī)[N300-165/550/550(Ⅰ)型，上汽廠國產(chǎn)300MW第5臺]第6次大修中，針對3號軸承座在機(jī)組啟停過程中經(jīng)常出現(xiàn)翹頭，致使4號軸承負(fù)載較大，軸瓦溫度偏高、烏金燒壞等缺陷，與西門子公司合作，采用Deva合金材料替代原有的1、2號軸承座底部臺板滑塊，經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行證明，較好地解決了機(jī)組在運(yùn)行中膨脹不暢的問題。
　　1　軸承座改造方案
　　1.1 設(shè)備狀況
　　7號機(jī)本體部分由4只汽缸和5只軸承座組成，高、中壓缸各通過其外上缸前后貓爪支承在軸承座上，并由4對橫銷來保持前面3只軸承座與高中壓缸的軸向距離，2只低壓缸通過外下缸座落在汽缸座架上。
　　在3號軸承座的底部與座架之間裝有2只橫銷，構(gòu)成高中壓缸及前面2只軸承座對座架的膨脹死點(diǎn)，膨脹時(shí)3號軸承座不動，中壓缸向機(jī)頭方向膨脹，同時(shí)推動高壓缸及前面2只軸承座向前；另外，高壓缸的膨脹又繼續(xù)將1號軸承座向機(jī)頭推進(jìn)，因此1號軸承座的軸向位移表示了高中壓缸的膨脹值之和。
　　為了減少1、2號軸承座與座架平面在脹縮時(shí)的摩擦系數(shù)，制造廠采用在座架臺板上嵌入由20號鋼加工制成的滑塊，并通有潤滑油槽。運(yùn)行中每隔15d從外部用專用泵注入按一定配方比例調(diào)制的高溫潤滑脂，以改善脹縮性能。
　　1.2 缺陷分析
　　在運(yùn)行中往軸承座底部與20號鋼滑塊之間加高溫潤滑脂，這種措施不太合理。盡管理論上摩擦系數(shù)較小，但高溫潤滑脂在運(yùn)行一段時(shí)間后容易在金屬滑塊表面形成干結(jié)（7號機(jī)1、2號軸承座解體后發(fā)現(xiàn)滑塊表面有干結(jié)現(xiàn)象），影響了滑動效果，導(dǎo)致機(jī)組啟動過程中高中壓缸膨脹受阻。一旦中壓缸膨脹受阻，汽缸貓爪便在3號軸承座軸向產(chǎn)生一個(gè)很大的翻轉(zhuǎn)力矩，而國產(chǎn)早期300MW機(jī)組3號軸承座剛性差，與臺板固定不牢，容易發(fā)生軸承座翹頭，使4號軸瓦抬高，載荷增加，瓦溫升高。
　　1.3 改造方案
　　解決該問題有兩種基本方法：種是降低1、2號軸承座滑動表面的摩擦系數(shù)；第二種是降低基座的翻轉(zhuǎn)力矩，重新設(shè)計(jì)軸承座，降低汽缸固定在軸承座上的高度。
　　我廠同西門子公司經(jīng)過充分接觸后，決定在軸承座底座與臺板之間采用一種低摩擦系數(shù)材料（Deva合金）替代原有滑塊，這樣就不用在運(yùn)行中注入高溫潤滑脂。
　　2　Deva合金材料
　　Deva合金是一種燒結(jié)金屬，由一種固體潤滑劑（石墨）埋入金屬母體（青銅）內(nèi)做成。廠商規(guī)定摩擦系數(shù)為：0.10～0.15，Z高承壓能力接近150N/mm2 。在蒸汽輪機(jī)行業(yè)的應(yīng)用中，西門子公司將其承壓限制到7N/mm2，以保證Z小的摩損。
　　通過計(jì)算，我廠7號機(jī)通流部分改造后，采用Deva合金作滑塊，1、2號軸承座底部Deva合金滑塊承壓分別為2.21N/mm2和2.47N/mm2。Deva合金的摩損率呈非線性，在開始的5a內(nèi)，摩損率不超過0.025mm/a，在下一個(gè)5～10a內(nèi)，降低到0.008mm/a或更低。經(jīng)過計(jì)算，我廠7號機(jī)改造后，1、2號軸承座滑動力分別為71250N和116850N。
　　西門子公司介紹，自1968年至今，在30～660MW多臺機(jī)組上使用了Deva合金材料，效果很好。如英國Tilburyp.S發(fā)電廠某臺350MW機(jī)組升至某一轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)生高壓缸與中壓缸之間軸承座傾斜，使軸承卸載。當(dāng)時(shí)采取的措施是暖機(jī)3～4h，讓其自身校正不均勻的膨脹。在1991年，安裝了Deva合金滑塊，至今沒有發(fā)生不均勻膨脹和軸承卸載問題，因此在啟動措施中取消了暖機(jī)階段。經(jīng)過4a的運(yùn)行，DaVa合金板的厚度經(jīng)檢查沒有改變。
　　3　安裝工藝
　　原1、2號軸承座底部各有6組和8組滑塊分別嵌入臺板滑塊槽中，滑塊略高出臺板基準(zhǔn)面與軸承座底部平面構(gòu)成滑動表面。改進(jìn)后的滑動面采用軸承座底部裝不銹鋼板與Deva合金嵌塊接觸的形式，以確保0.15的摩擦系數(shù)。Deva合金嵌入一托板中，高出托板約3mm，托板嵌在臺板的原滑塊槽中。因不銹鋼板約厚20mm，故滑動表面低于臺板基準(zhǔn)面，給合金的安裝及檢查帶來了一定的困難。原設(shè)計(jì)考慮對軸承座底部切削加工后加裝不銹鋼板，以保證Deva合金表面與原滑塊表面高度齊平，從而保證軸承座中分面標(biāo)高不變。后因考慮軸承座底部切削后的強(qiáng)度及滲漏油得不到保證，故取消了原設(shè)計(jì)方案。
　　安裝Deva合金滑塊必須注意以下問題：
　?。?）要釋放盡高中壓缸殘余應(yīng)力，確保汽缸及軸承座收縮到位。
　　（2）測定1、2號軸承座相對于臺板的定位尺寸、軸承座標(biāo)高尺寸、軸承座中分面水平；在軸承座A、B排底部標(biāo)定與各滑塊槽道中心線對應(yīng)點(diǎn)位置，作為安裝不銹鋼板時(shí)的軸向定位基準(zhǔn)。
　?。?）軸承座加裝不銹鋼板時(shí)，需根據(jù)不銹鋼板寬度、原滑塊槽道寬度、Deva合金寬度等尺寸統(tǒng)籌考慮不銹鋼板的軸向定位，確保1、2號軸承座膨脹過程中，不銹鋼板不受滑塊槽道壁阻礙。在脹足位置，不銹鋼板與Deva合金表面應(yīng)有Z大的承載接觸面積。
　　（4）加工后的軸承座底部不銹鋼板平面，必須在同一平面上并保證足夠的光潔度，加工厚度的確定以保證返送電廠裝配后軸承座中分面標(biāo)高基本不變?yōu)榍疤帷?br /> 　?。?）認(rèn)真檢查每塊不銹鋼板與對應(yīng)的Deva合金表面的接觸情況，若接觸不好，可對相應(yīng)Deva合金托板高度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保每塊接觸均勻。
　?。?）1、2號軸承座就位后必須保證其定位與吊出前定位尺寸一樣，從而確保汽缸及轉(zhuǎn)子就位后相對軸承座位置基本不變。
　　4　結(jié)束語
　　從1999年4月9日至今，7號機(jī)經(jīng)歷了數(shù)次啟停，每次啟動，高中壓缸均能迅速膨脹，節(jié)約了沖轉(zhuǎn)及暖機(jī)時(shí)間，且4號軸瓦溫度一直處于正常。改造后，在330MW負(fù)荷下，1號軸承座膨脹值長期為29mm，2號軸承座為18mm。
　　通過Deva合金在軸承座改造中的應(yīng)用，膨脹不暢這一長期困擾著運(yùn)行及檢修人員的問題，終于得到解決。
來源：《華東電力》2000年第5期