成功破（pò）解汽輪機推（tuī）力軸承磨（mó）損（sǔn）難題
2012-04-11
馬（mǎ）鞍山當塗發電有限公司2號機組自2008年底投產發電後，推力軸（zhóu）承因不明問題多次發（fā）生磨損，雖經哈汽廠家和集團內汽機專家會診，一直沒能真正解（jiě）決問題，嚴重影響著汽輪機設備健康水（shuǐ）平及設備穩定性，製約（yuē）著該機組（zǔ）發電量和企業經營業績。該公司通過機組（zǔ）運行期間（jiān）相關（guān）數據的監測，發（fā）現與高中壓（yā）缸連接的管道存在較大應力，較（jiào）大的管道應（yīng）力造成高中壓缸膨脹不均。結合機組中修（xiū）機會，割開與高中壓缸連接的管道，重新研磨前軸承箱（xiāng）與台板接觸麵積，調整前箱縱（zòng）向水平及滑銷係統間隙（xì）至合格範圍；重新調整管道與汽缸位置（zhì），以（yǐ）消除管道（dào）應力對機組膨脹的影響，消除了（le）推力軸承頻繁磨（mó）損的現象，突破了一個影響企業發電效益（yì）的瓶頸。推力軸承磨損問（wèn）題的解決，給予當塗發電公司創先爭優活動取得成果又（yòu）一個印證。
馬鞍山當塗發電有限公司2號汽輪機組為（wéi）哈爾濱汽輪機廠有（yǒu）限責任公司采（cǎi）用日本三（sān）菱重工業（yè）公司技（jì）術製造的CLN660-24.2/566/566型單軸、三缸、四（sì）排汽、反動凝汽式、一次中間再熱式超臨界汽輪機。推力軸承位於前軸承（chéng）座內，為單獨結構的滑動（dòng）式自位節能型推力軸承，推力瓦塊總麵積（單側）1364cm2，工作麵、非工作麵各有八塊構成（chéng），每塊推力瓦塊麵積170.5cm2，推力軸承Z大荷載約40000Kg，機組設計推力為（wéi）7000Kg。該機組自（zì）2008年12月投產以來，汽輪機推力軸承多次磨損。本文對推力軸承磨損進行分析的基（jī）礎上，介紹了檢查與處理方法。
一、磨（mó）損情況與前期檢查處理
2號汽輪機推力軸承磨損均為工作麵瓦塊，每次磨損都發生在出油側，Z大（dà）磨損量達3mm，同時磨損麵存在局部疑是電腐蝕現象。機組正常運行時，高中壓缸左右膨脹（zhàng）偏差超過1mm（1.2mm），瓦溫較高，達到65℃左右，軸向位移逐漸增（zēng）大，隨著運行時間的（de）增加，瓦溫（wēn）、軸向位移均超標準要求，機組被迫停機。停機檢查發現：推力軸承工（gōng）作麵瓦塊均（jun1）有不同程度的偏斜磨損現象，磨損量Z大4mm左右。檢查油係統及（jí）軸承相關數據，發現油係統母管油壓偏低，潤滑油（yóu）壓為0.088MPa，低於正常運行要（yào）求的0.10~0.15MPa要求；瓦塊活動靈活，不存在（zài）卡（kǎ）澀現象（xiàng）。檢修過程中，采取（qǔ）以下措施：1）通過（guò）擴大推力軸承（chéng）工作麵進（jìn）油節流孔板直徑，加大工作麵進油（yóu）量；2）對瓦塊進油進行油囊修刮（guā），改善進油狀況；3）增加瓦塊內弧進油口；4）調整瓦塊之間（jiān）間隙，盡量減少進油槽泄油量；5）更換大功率潤滑油泵；6）更換射油器，增（zēng）大潤滑油壓及油（yóu）量；7）主機油係統漏點消除等措施對油係統進行（háng）改（gǎi）進（jìn），潤滑油壓提高到0.13MPa。
通過上述采取（qǔ）的措施，雖然取得一定效果（guǒ），但仍沒有（yǒu）從根本上解決瓦塊磨損情況。從（cóng）運行參數看（kàn），機組運行參數正常（cháng），機（jī）效良好。通過對實際（jì）運行的（de）推力計算，實際軸向推力遠未達到設計極限，初步排除了因軸向推力過大（dà）而造成的瓦塊偏磨原因。為了徹底查清磨損原因，專業（yè）人員（yuán）加強對運行數據的收集和分析，通過平（píng）時缸脹數據觀察，當高中壓缸（gāng）左右膨脹偏差超過1mm時，同時發生磨瓦現象（xiàng），為查清缸（gāng）脹趨勢，在2011年11月及12月兩次（cì）停機（jī）後，分別對前軸承箱收縮進行了監測。兩次監測數據顯示（shì）：1）、前箱在收縮過程中，機（jī）頭端（duān）向右側偏斜約0.20mm，結（jié）合推力（lì）瓦磨損過程中，缸脹Z大偏差右側大於左側1.2mm。從DCS曆史站調取機組啟動過程中前箱膨脹數據看，發現啟動（dòng）過程中左右膨脹過程局部（bù）出現偏（piān）差2.2mm的偏差。判斷前箱在膨脹過程中有向左側偏斜（xié）現象。造成此現（xiàn）象的原因（yīn）初步分析為：通過定中心梁傳遞到前箱的推（tuī）力不均，造成汽缸左右膨脹不均（jun1）。2）、監測數據顯示前箱左側在收縮過程中有間斷向前突然脹出現象，收集停機過程中（zhōng）前箱收縮趨勢，證實（shí）此數據真實有效，說明前箱收縮（suō）過程中受（shòu）到向（xiàng）機頭方向的推力。導致前箱前後移動的力，主要來（lái）自（zì）於汽缸熱脹冷縮過程中通過定中心梁傳遞的推力或拉力。停機過程中（zhōng），正常情況下，前箱（xiāng）受到定中心梁傳遞的來自於汽缸收縮（suō）而產生的拉力而回縮，此推（tuī）力的存在說明高中壓缸在停機收縮過程中受到了（le）向機頭方向的（de）推（tuī）力，分析認（rèn）為（wéi），此力Z大的可能是來自於與汽缸連接（jiē）的管道應力。結合以往檢（jiǎn）修過程中，曾經在拆卸中壓導汽管連接法蘭螺栓過程（chéng）中，存在法蘭錯口，螺栓被法蘭憋死的（de）現（xiàn）象（xiàng），再結合2號機2號高調門振動，導致油動機連（lián）接螺栓頻繁斷（duàn）裂的現（xiàn）象，說明（míng）過大的管道應力是存在（zài）的。
二、檢查與處理
2011年2月，2號機按計劃進行（háng）中修，為（wéi）徹底查清造成#2機推力軸承頻繁磨損的原因，重點對推拉裝（zhuāng）置，汽缸、軸承箱及軸頸揚度，汽缸及軸承座窪窩，管道應力，軸係中心等進行了檢查（chá），發現並處理了以下問（wèn）題。
2.1、前軸承箱及滑（huá）銷係統檢查與處理解體前測量（liàng）前軸承箱有關數據，發現高中壓缸調端A排側貓爪聯係螺栓壓板（bǎn）無間隙，角銷與前箱左（zuǒ）右均0.02塞尺不進，前軸承箱與台板間隙超標，前（qián）部Z大間（jiān）隙0.55mm，前箱左側前揚1.88mm/m，右側前揚1.62mm/m，整體揚度（dù）超標。吊出高中壓外下缸，重新研磨前軸承箱與台板接觸麵積，按#1軸頸（jǐng）揚（yáng）度調整前箱縱向水平至合格範圍，重新調整滑銷（xiāo）係（xì）統間隙至合格範圍。
2.2、吊高（gāo）中壓外下缸過（guò）程中重點監（jiān）視了高（gāo）中壓缸底（dǐ）部管道割口前後及管道焊接前後的高中壓缸外缸水平。管道割口前後外缸水平變（biàn）化較大，割口前汽缸整體向A排揚，割口後汽缸橫（héng）向水平（píng）符合規範要求，管道焊接後，複測（cè）高中壓外缸水平符合要求。
2.3、汽缸及（jí）軸承座窪窩檢查與處（chù）理解體時高中壓轉子相對於#2中壓持環中心偏A排0.45mm,
相對於高壓持（chí）環中心偏A排0.275mm。說明高中壓缸整體偏向B排。軸（zhóu）係（xì）找中結束後（hòu）汽缸及其內部部套按轉子重新找中，消除汽缸窪窩偏移。
2.4、高（gāo）中壓平（píng）衡管檢查高中壓過橋（qiáo）至高壓排汽的平衡管與汽（qì）缸連接環焊縫脫焊（hàn），管道在（zài）汽流頂托下向缸外側移動達（dá）90mm，導致過橋處蒸汽大量進入高排。平衡管（guǎn）重新焊接複位。
2.5、管道（dào）應力檢查與處理
2.5.1、中（zhōng）壓導汽管法蘭錯口拆卸中壓導汽管過程中，B側中壓導汽管法蘭錯（cuò）口，連接螺栓無法拆除（chú），割開該段中導法蘭，回裝中重新焊接，消除導汽管對汽缸的應力。
2.5.2、高中壓下缸連接管道檢查與處理高中壓外缸水平在割管前後的變化，說明下（xià）缸管（guǎn）道（dào）對汽缸存在很大的（de）應力（lì）。割管後，檢查管口（kǒu）錯位情況，下述管道存在（zài）偏（piān）斜現象，四抽管道偏B排10mm，偏（piān）電機端3mm，三抽管道偏B排（pái）10mm，偏（piān）電機端5mm，回裝時，通過支吊架（jià）調整消（xiāo）除。A排（pái）高壓導汽管偏A排6mm，B排高壓導汽管偏B排6mm，設計冷拉（lā）值為16mm，雖冷拉值偏小，但考（kǎo）慮（lǜ）到（dào）管（guǎn）道已經熱態運行過且兩側對稱，重新焊（hàn）管時對冷拉值不再調整。A排高壓排汽管偏調速端5mm，偏B排25mm，B排高壓排汽管偏調速端5mm，偏B排22mm，焊管時通過（guò）調整高排母管（guǎn）上的限位支架及其它彈（dàn）簧支架消除高排管道（dào）偏斜，限位支架調整量約為50mm。
2.6、為保證推（tuī）力軸承瓦塊的充分潤滑，對推力軸承進行（háng）換型。在破解推力（lì）軸承磨損（sǔn）難題的過程中，當塗發電（diàn）公司黨政工團齊上陣，組（zǔ）成專題攻堅（jiān）小組，參與過程問題發現和數據記錄，為解決問（wèn）題提供了（le）重要的數據參考，在攻堅小組中80%是中（zhōng）共黨員，他們嚴（yán）格嚴以律己，精心監控分析，潛心查找問題（tí）原因，經過艱（jiān）苦的連續（xù）作戰，終（zhōng）於化解了（le）這一（yī）影響企業經濟效益的難題。造成2號機推力軸承頻繁磨（mó）損（sǔn）的原（yuán）因是（shì）複（fù）雜的，是多種因素綜合作用造成的，但從多次研究分析及處理結果，得出的結論：推力軸承偏磨現象，應該定性（xìng）為“偏載性磨損”。通過中修，消（xiāo）除了上部B側中壓導汽管法蘭錯口，上半高中壓平衡管高壓端焊縫裂開，平衡管上抬等缺陷。利用吊（diào）高中壓下缸檢查（chá）前軸承（chéng）箱的機會，重新研磨前箱與台板接（jiē）觸麵積，調整前箱水平，使前箱與1號軸頸揚度一致，消除汽缸（gāng）窪（wā）窩偏斜，前箱（xiāng）上翹，貓爪及前箱角銷（xiāo）脹死等缺陷，高中壓下缸連接管道重新焊接（jiē）過（guò）程中，檢查、核對管道偏斜及冷拉值，通過調整支吊架，消除高壓排汽管偏斜，減少管道熱膨脹應力對汽（qì）缸的影響。針對磨損麵存在電蝕現（xiàn）象，為消除轉子軸電流的影響，在發電機（jī）前軸頸處增加一路感（gǎn）應碳（tàn）刷，並增加獨立接地網。
2011年3月25日，經過四十多（duō）天的檢修（xiū），2號機組B級檢修如（rú）期（qī）竣工，開機一次成功，汽缸膨脹均勻，推力瓦溫、軸向位移穩定正常，推力軸承磨損現象消除（chú）。檢修後的2號機組保持連（lián）續在網運行，供電煤耗下降了3克/千瓦時，滿負荷水平大（dà）幅提升，日（rì）發電量按（àn）連創新（xīn）高。
