12MW汽轮机组轴承故障对策

2014-12-31

单才根 王涛
(民丰特种纸股份有限公司热电分厂)
  摘 要:针对汽轮机组轴承故障分析了原因,制定并实施改造方案,取得了良好的效果。
  关键词:轴承;承受力;温度高;降负荷;效率低
  一、汽轮机组推力瓦故障
  8#汽轮发电机组是南京汽轮机厂生产的12MW抽凝式机组,2002年安装运行至今已有4年,在运行中8#机推力系统问题长期以来导致该机组不能满负荷发电,影响着公司的经济效益。
  1.存在的问题
  该机组安装运行至今,推力瓦乌金熔化故障以前已发生两起,此次故障依然如前,在运行过程中轴向推力增加,使推力轴承过负荷,推力瓦温度过高,瓦片乌金熔化在推力瓦块承受面上产生了一个直径φ12mm的凹坑。
  由于负荷高直接导致轴瓦温度升高,严重时会损坏到汽缸内的通流部分,因此该机一直不能满负荷运行。按设计要求,金属瓦温度应不超过100℃,若按100℃运行,不带抽汽只能带9.8MW负荷,带抽汽只能带8MW,致使生产成本增加。
  2.解决方法
  (1)为了减少推力瓦块承受力,从原设计管道即高压轴封至一级抽汽管道,加装了一路由高压轴封至低压加热器管道,从而减小了轴向推力。随着负荷增加,轴向推力减小程度逐渐增大,从而更有效地解决了问题(如图1,2所示)。
  (2)更换主推力瓦块。在修正和调整中按Z高的工艺和装配要求进行。每块推力瓦块的厚度误差保证不超过5μm,每块修刮后接触面大于90%以上。
  (3)对每块推力瓦块进油口角度适度调整,并加大进油量。
  (4)在装配和调整中尽量保证转子处于Z佳设计位置。使主推力瓦有Z佳间隙,再使轴瓦有Z佳紧力,从而保证了装配的可靠性。
  (5)通过计算对主推力瓦块上下进油针阀进行了调整,上进油针阀调整开大1.5圈,下进油针阀调整开大2圈,润滑油进油量增大,优化了金属冷却效果。
  通过大修及改造后汽轮机于并网发电至今,负荷在11MW以上推力轴承各测点温度在60℃以下,运行情况良好,1年可多发电1894.8万kW•h。
  二、汽轮机组4#轴承故障
  1.故障现象
  我公司热电分厂一台12MW抽汽凝汽式汽轮机组,2003年10月安装,2005年7月21日并网试运行,2006年2月发现汽轮机4#轴承回油温度逐步上升,从投运时的56℃上下,逐步升至67℃,负荷也从12MW左右降至10MW以下运行。但回油温度仍保持67℃上下,超过临界温度2℃,严重危胁了机组的安全运行及机组带负荷能力,经济效益下降。机组于2006年6月30日停机检查消缺。
  2.拆检情况
  (1)发现接触角α区域的接触点成片状,锡锑轴承合金表面层已有过热溶化迹象,溶化物随转子的运动堆积在x1和x2间隙内,实测轴承底部与轴颈接触角α为85°(标准为60°,见图3)。
  (2)x1和x2间隙过小。经测x1=0.18mm(进油口),x2=0.20mm,标准值x1+x2=0.51~0.57mm;测得顶部间隙:y=0.15mm,标准值y=0.21~0.27mm。
  (3)在检查和清理中发现轴承进油通道内壁粘结大量污染物,经分析为石英沙和铁锈层。
  (4)在轴承进油口管道上,安装一块节流板,其节流孔径为14mm;经计算按机组Z大负荷的供油量,这一节流孔径应为18mm以上。
  (5)轴承进油通道设计不合理,弯道太多,Z后进油出口直接喷射顶部上平面,造成反压,产生阻力。
  (6)润滑油目测色黄而混浊,经化验酸值大于标准值三倍。
  3.原因分析
  机组运行转速高,负载重,轴承进油通道内壁粘结大量污物,它们在机组运行时由于受震动和润滑油的冲击逐步脱落,混入到润滑油中,引起轴承合金表面拉毛及损伤,使轴瓦与轴颈的接触面过大,致使金属温度逐步上升、油膜变薄,并进一步导致金属表面温度再度升高、轴承合金表面底部溶化并随转子的转动带入x1和x2间隙中,使间隙逐步变小而减少了进油量。由于金属得不到足够润滑油的冷却,Z终导致机组停机。
  (1)利用假轴修刮轴承,使底部形成斑点状;调整垫片,使轴瓦与轴颈接触角达到60°、x1+x2=0.52mm、y=0.23mm。
  (2)轴承进油通道上部平面直角处用人工修磨R15mm圆角,使润滑油直接喷射到轴颈和轴承上。
  (3)清除、清洗轴承进油通道内壁污染物。
  (4)拆除原节流孔板;安装了一只φ25mm调节阀。调整后压差为0.05Mpa。
  (5)对油箱、滤网、管道系统进行了冲洗,对机组润滑油用YSF-50型自动反冲油水分离净化装置进行48h连续不断净化处理,净化后酸值下降接近标准值。
  (6)更换二只冷油器YL-42-1,冷却水量原来为56t/h,加大到130t/h,冷却面积原来为20m2,加大到42m2

来源:《中国设备工程》2007年07期