300mw汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子安裝過程中4號軸瓦的變形及缺陷分析

300mw汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子安裝過程中4號軸瓦的變形及缺陷分析

漢川電廠一期工程中安裝的兩輛300噸收割機(jī)是上汽廠引入美國西屋公司技術(shù)生產(chǎn)的初步產(chǎn)品。在安裝及運(yùn)行過程中,4號軸瓦存在變形較大、瓦溫偏高等缺陷,嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行。為此,對故障的原因進(jìn)行詳細(xì)分析,提出相應(yīng)的改進(jìn)措施,改善該軸瓦的運(yùn)行狀況,提高機(jī)組的安全穩(wěn)定性。1軸系和發(fā)展機(jī)械主汽輪機(jī)為N300-16.7/537/537型亞臨界單軸雙缸雙排汽中間再熱冷凝式汽輪機(jī)。整個軸系由高、中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、勵磁機(jī)轉(zhuǎn)子、低發(fā)聯(lián)接短軸、前箱小軸和7個軸承組成。各轉(zhuǎn)子皆為剛性連接(布置如圖1所示)。24軸瓦缺陷分析2.1變形大，載載能力低2.1.1瓦口間隙檢查在某次安裝過程中,將低壓轉(zhuǎn)子吊入后,引起3、4號瓦的下沉值達(dá)0.08～0.11mm。再檢查4號軸瓦的瓦口間隙發(fā)現(xiàn)左右瓦口間隙均只有0.35～0.37mm。按設(shè)計(jì)要求,總間隙應(yīng)為0.97～1.07mm。顯然在轉(zhuǎn)子吊入后導(dǎo)致瓦口間隙不符合設(shè)計(jì)要求。為證實(shí)此情況將4號下瓦吊出再次組裝,檢查仍符合要求,說明4號軸瓦存在變形的缺陷。2.1.2軸承后變形(1)建議在設(shè)計(jì)3、4號瓦時,在其底部增設(shè)一塊可調(diào)球面瓦枕增大其支撐剛度,減小軸承承載后產(chǎn)生的變形。(2)將4號軸承減小兩側(cè)副瓦寬度,增加主瓦承載面,使長徑比L/D由0.58增至0.7,將比壓由2.4MPa降至2.0MPa以下,從而提高其承載能力,降低運(yùn)行中的瓦溫。2.2低壓外缸剛性不足，4號承載軸的支架未融資2.2.1軸承剛度不足4號軸承安裝在低壓外缸上,由于外缸需承受內(nèi)缸及轉(zhuǎn)子的重量,而設(shè)計(jì)的低壓外缸剛度不足對4號軸承的支撐強(qiáng)度造成影響。另外,4號軸承支架是懸掛在軸承箱兩側(cè)的掛耳上,此種結(jié)構(gòu)容易引起支架的變形,從而抱攏軸瓦,對軸瓦的自位性產(chǎn)生不利影響。我們曾用百分表進(jìn)行測量,發(fā)現(xiàn)當(dāng)轉(zhuǎn)子落下后,下支架下沉達(dá)0.14mm。2.2.2增強(qiáng)鋼管剛度(1)加強(qiáng)低壓外缸的剛度?？刹捎迷诘蛪焊變?nèi)焊接鋼管的方法增強(qiáng)其剛度。(2)將4號軸承支架改為整塊厚板并與低壓外缸焊成一體增加軸承支架的剛度,消除支架的變形(改進(jìn)前后如圖2所示)。2.3軸瓦的自位性較差2.3.1頂隙厚度、翻下瓦檢查及結(jié)果由于軸瓦變形較大,承載能力較差,從而影響了軸瓦在運(yùn)行中的自動調(diào)位能力,容易引起軸瓦單邊吃力嚴(yán)重,造成局部磨損、燒瓦現(xiàn)象。這一點(diǎn)可以從頂隙的測量值及翻瓦檢查中證實(shí)。從測量頂隙的鉛絲厚度可以看到,一側(cè)數(shù)值較大,一側(cè)數(shù)值較小,相差達(dá)0.60mm左右。翻下瓦檢查也是一側(cè)大面積磨損,另一側(cè)基本完好。這正是4號軸瓦運(yùn)行中自位性差的結(jié)果。2.3.2輕4號軸瓦負(fù)荷分配(1)加強(qiáng)軸瓦的剛性,提高承載能力。(2)適當(dāng)調(diào)整低發(fā)對輪中心,減輕4號軸瓦負(fù)荷分配。(3)調(diào)整軸瓦上瓦枕間隙,取上限值。美國西屋公司及我國制造廠提供的資料要求上瓦枕間隙為0.20～0.30mm,并應(yīng)盡量取0.25mm以上。目前我們基本取值在0.25～0.30mm之間。2.44軸瓦的溫度很高2.4.1號軸瓦在油膜中的缺陷我廠1、2號機(jī)組均出現(xiàn)4號瓦溫偏高的現(xiàn)象,原因主要有以下幾點(diǎn)。(1)4號軸瓦由于剛度不足,承載能力較差,存在過載現(xiàn)象。(2)4號軸瓦由于自位性差而引起單邊吃力嚴(yán)重,造成瓦溫升高。(3)4號軸頸磨損嚴(yán)重,影響油膜的形成。(4)4號軸瓦頂隙超標(biāo)嚴(yán)重,系下瓦磨損所致。2.4.2號軸瓦溫度變化影響的缺失了設(shè)備條件及測量條件(1)用假軸校驗(yàn)軸瓦的接觸情況,進(jìn)出口油隙分別加長至220mm、200mm,油隙寬170mm。(2)修刮軸承中分面,使軸瓦頂隙符合要求保證在0.97～1.07mm之間。(3)修刮下瓦口間隙至0.50～0.60mm之間。(4)重新調(diào)整低發(fā)對輪中心要求,廠家給的設(shè)計(jì)值要求中心差0.16～0.18mm,下張口0.18mm。目前我們采用中心差0.08～0.10mm,下張口0.12～0.16mm,進(jìn)一步減輕4號軸瓦的負(fù)荷分配。圖3為對輪中心值對4號軸瓦溫度變化影響的柱形圖。(5)檢查瓦溫測點(diǎn)的熱工探頭及測孔深度,防止因測孔鉆深而引起虛假信號。(6)對4號軸頸用油石及軸頸砂布進(jìn)行打磨,提高光潔度。3號軸瓦變偏緊目前我廠在1號機(jī)組4號軸瓦上采用了增強(qiáng)其支架剛度以及調(diào)整低發(fā)對輪中心值減輕其負(fù)荷的方法降低瓦溫。目前瓦溫由原來的98～107℃下降至76～80℃之間運(yùn)行,在2號機(jī)組已采用了4號軸瓦底部增加一塊可調(diào)瓦枕的方法增加剛度。目前已基本消除了4號軸瓦變形較大及運(yùn)行中自位性不好的缺陷。瓦溫由原來的98℃左右下降至80℃左右運(yùn)行。下一步將利用大修的時機(jī)對1號機(jī)4號瓦改型及軸頸進(jìn)行刷鍍處理,從而徹底解決4號瓦存在的缺陷,保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。4型400mw機(jī)組基