改进机组径向轴承设计
改进机组径向推力轴承设计降低推力瓦温度,L:o HP m:g v,d+j b-Q1Ec5_TD
郑承刚，张国玉
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?（一五O发电厂，河北涉县056400）?)^4a:nT7N;L/M FKq
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1问题的提出?
一五O发电厂现有4台上海汽轮机厂生产的50 MW机组，型号为N50-90型，投产于1970年10月至1974年9月。随着电网峰谷差的增大和总容量的增加，机组启停次数越来越频繁，推力轴承的推力瓦温度也逐渐偏高，而且其表现的特征为：个别点温度偏高，其它点温度正常，且偏高点位置不固定，随负荷变化而改变。以该厂较典型的?#4机组为例：负荷低时下瓦点温度高，随着负荷的升高，上瓦温度逐渐增高，至50 MW时最高点8点温度已升至100 ℃左右，有时达到105 ℃，而其它点温度最高才达80 ℃，见表1。与规程规定的不大于90 ℃的标准相差较多。?B)@Qa b8A h] v
2原因分析?B$}u}8B
该问题始现于1991年，近3 a尤为突出。为此，在多次大小修中采取了校验推力瓦热电偶、推力瓦重新研磨修刮等多项措施，但收效不大。原因分析如下。&a9K RoI
a. 球面瓦枕不匹配根据加工技术要求，#1瓦轴承壳体球面应根据球面瓦枕配准，且球面接触面积不小于50%。经过几十年使用，其面已经不圆，而设计时球面与瓦枕配合间隙为过盈0.02～0.04 mm，偏于保守,致使轴承壳体和推力瓦安装环在机组运行时没有可调性，故在机组推力变化时，因推力瓦块自调性受到限制，瓦块之间受力不均，导致即使轴向推力不大时，个别点温度也会超标，而其它点正常。?
b. 转子扬度变化因机组运行多年，启停频繁，转子冷热不均，造成转子扬度变化，而安装径向推力联合轴承时，未能随转子扬度进行调整，造成推力瓦块个别点碰磨。?+p/|._)] }@
c. 检修工艺问题日常检修时，为了保证#1瓦乌金面与转子接触面均匀分布，采用修刮衬瓦底部乌金接触点的方法。因修刮时不考虑瓦的轴线是否与推力轴承的推力面垂直，导致径向瓦的结合面与转子的扬度不一致，且差别较大。当推力瓦完全接触后，径向瓦瓦衬底部乌金后边接触，前边存在间隙。事实证明该工艺存在缺陷，在生产厂家制造向心—推力联合轴承时，当浇瓦加工完成后，各部分间隙已经确定，径向瓦底部接触点不用修刮，否则容易造成径向瓦轴线与推力面的不垂直度超标（标准≤0.02 mm）。?
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d. 其他因素滑销系统特别是前汽缸处的立销和压销，可能因运行时间较长，难以检查维护造成卡涩。因下缸猫爪支撑面未在水平中分面,也使汽缸与转子的中心线受到破坏。这是非中分面支撑方式的先天缺陷。?
3解决措施? f2l#a&z;s U~1|9|
a. 购置1台上海汽轮机厂生产的新型径向推力联合轴承。新旧轴承差别如下：轴承壳体与球面配合变过盈配合为间隙配合，间隙为0.03～0.05 mm，提高推力瓦块的自调性，使各瓦块之间受力均匀；新型轴承下部支撑弹簧的作用为支撑轴承的外伸悬臂部分，弹簧力的大小可用弹簧上的顶丝调整，顶丝经改进由平面接触变为盖形螺母接触，目的是使轴承球面调整更加灵活可靠，提高推力瓦块的自调性。改进前后对比见图１。 z4y8T \"`7H!J2XT o
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b. 严格检修工艺。根据检修推力瓦的技术要求，推力瓦块安装环表面与轴承镗孔中心线的不垂直度≤0.02 mm。但在实际工作中，为了保证轴瓦乌金与轴径的接触角为60°，接触面均匀而不致过度研磨，就无法实现不垂直度≤0.02 mm的要求。因此，对新衬瓦研磨采取了慎重态度，只进行了个别点的修研。?
c. 检查滑销系统。经检查多数滑销良好，损坏的予以更换。?-hD@ @ ?`c/tg
d. 严格检查新瓦块。乌金厚度不应超过1.5 mm，各瓦块间的总厚度差≤0.02 mm，如不符合要求可以研刮；通过推轴使新瓦块跟推力盘正确接触，每块瓦上乌金全部工作表面均有摩擦痕迹且痕迹一致，否则对摩擦痕迹较大的瓦块乌金进行修刮。? EBD T3V&e ai/r
e. 准确测量推力间隙。在推力轴承全部装配好的状态下测量推力间隙。在测量过程中应注意以下2点，以免造成误差：应考虑轴承外壳移动量的影响；推移转子必须有足够大的轴向推力，使推力盘压靠所有瓦块。最后调整推力间隙为0.50 mm。?R[0T+Z~:oo| ~)];U
f. 检查稳钉的固定情况，并以此检查端面是否平整。经检查厂家带来的稳钉适合，不需重新配制。?
４改进效果?
利用2001年6月?#4机组大修期间对轴承进行了更换，效果很好，解决了推力瓦个别点温度高的缺陷，机组的安全性和经济性有了很大提高。改进后各瓦块温度见表１。?
4.1安全性分析?
为防止推力瓦被烧毁，以往?#4机组不得不降低出力运行，经常带40～45 MW，而且因为每次机组启停都对瓦块产生磨损，故只能尽量减少?#4机组的启停，见表２。因此，降低?#4机组的推力瓦温度对机组满负荷运行、提高机组调峰能力具有重要意义。问题解决后，机组调峰能力大大加强。?8lPz [ d:A*q
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4.2经济性分析?Fs0v l&^+H&``
经过此次轴承改进，#4机组负荷能够带满50 MW，此前只能带40～45 MW。以机组带45MW计算，年增发电量27 500 MWh,投资回收期只需2个月，效果明显。?b{+S"`-~_:l
5总结?
此次改造总体效果良好。该厂其余3台机组的推力瓦也存在个别瓦块偏高问题，只是严重程度比#4机组略轻，未影响机组满负荷运行；但最高点的温度也大于90 ℃，接近100 ℃，且有恶化趋势，故准备在今后大修过程中分别予以更换。?
上海汽轮机厂生产的同类型50 MW机组共有五、六十台，均不同程度地存在该问题，因此该问题的解决具有普遍意义，具有较高的推广价值。
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