汽轮机推力轴承故障原因分析与处理

宋佳博

（身份证号码：23010719800821xxxx哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150046）

摘要：推力轴承作为汽轮机的关键部件，其作用在于固定转子与汽缸之间的轴向相对位置并承受剩余轴向推力。由于球面加工质量、现场装配误差和轴瓦套受力变形等原因，轴瓦体与轴瓦套球面常出现球面卡塞并使球面自位能力失效的问题。

关键词：汽轮机，推力轴承，球面自位能力，故障处理

引言：

推力轴承是汽轮机作用在转子与汽缸之间的轴向相对位置并承受轴系剩余轴向推力，同时保证了整个轴系在不同工况下的通流间隙符合设计值，避免意外情况下发生动静碰磨。因此对汽轮机推力轴承温度高的常见故障的研究有着重要意义，能全面了解影响汽轮机推力轴承温度高的故障机理，从而对汽轮机推力轴承温度高的故障进行针对性的处理，进而保证汽轮机的正常运行，实现良好的经济社会效益。

1汽轮机推力轴承一般采用3类结构形式

（1）对于运行工况推力较小的机组，可采用整体结构式，推力瓦被180°分成两半，各瓦块靠成型磨具一次性修刮成型，该结构制造简单；

（2）对于运行工况推力较大的机组，可采用米切尔式推力瓦块，相对上一种结构而言，制造略为复杂；

（3）对于运行工况推力更大的机组，则采用均载块式可倾瓦推力轴承。而在大功率机组中，轴向推力一般平衡得较好，加之固定瓦推力轴承在制造及安装中相对较简便又能满足实际运行的需求，故在大型火电汽轮机机组中，广泛采用固定瓦推力轴承。固定瓦推力轴承采用整圈扇形固定瓦结构，每个扇形固定瓦由斜面和平面组成，运行时，由斜面与转子推力盘的旋转平面构成油楔，在各扇形瓦块上形成动压油膜力，以便与轴向载荷平衡。

2原因分析

推力瓦块常见缺陷一般是瓦块的轴承合金产生磨损、裂纹及电腐蚀，引起瓦温升高，严重时导致瓦块轴承合金溶化。产生上述现象，综合起来可有以下几个方面：

2.1由于运行检修各方面原因，转子轴向推力过大，油膜被挤压得太薄，以致在瓦块出油侧（油膜最薄处）首先出现半干摩擦现象，使轴承合金磨损，温度升高。这种状态继续发展，就会导致轴承合金熔化事故。

2.2由于油系统的缺陷引起缺油、断油或油质不良。

2.3推力轴瓦检修质量不佳，如推力瓦块的轴承合金浇铸质量不好，瓦块与推力盘研合不好，以及轴瓦挡油环间隙过大，造成漏油过多，使轴瓦缺油。

2.4轴电流引起电腐蚀。实践证明推力瓦块受电腐蚀远比支持轴瓦严重。

2.5汽轮机振动，推力盘松弛或飘偏，使瓦块长期承受冲击性载荷，轴承合金脆化，发生裂纹，以致剥落等。

3推力轴承温度高改进措施

3.1运行方面

3.1.1油箱和油系统

①油箱内的油位必须经常保持在规定的范围内。司机应熟知运行中发生油系统漏油现象时的紧急处理方法(见部颁汽轮机组运行规程第253条)。②定期试验油箱低油位的音响和灯光信号、并检查油箱的油位计是否能正确动作或指示。③油箱内的滤油网应定期加以清洗。平时应从滤网两侧的油位差来监视滤网的污秽情况。④在运行中调整油压阀或者清洗油滤网时,应由合格的人员担任工作,并由制定的人员监护。⑤运行中如果发现轴承油流不正常,或者轴承油压逐渐下降,或油箱油位上升的情况时,必须查明原因,进行处理。⑥油系统内的阀门都应有标号。对于平时不应操作的阀门,应当加锁或采取其他防止误操作的措施。⑦应按法规要求对透平油对其进行油质化验,油质劣化时应及时处理。

3.1.2冷油器。①冷油器的进、出口油门平时应加铅封或挂上禁止操作的警告牌。②切换冷油器时应使用操作票,在指定人员的监护下进行操作,不许两个人同时操作,或者由一个人同时操作两个阀门。监护人不得参加操作。③切换冷油器时必须先放净空气。开启备用冷油器的油门和水门。然后关闭原来在运行的冷油器的油门和水门。

3.1.3汽轮机本体,轴承及其他。①经常注意轴承温度。当轴承出口温度升高超出正常数值时(超过10～15℃),侧应加强监视。当轴承出口温度急剧上升或发生冒烟时,应立即紧急停机。②推力瓦的乌金温度一般不得超过(85～90℃)(回油温度一般不应超过70℃)。③装有轴身位移保护装置的应常投入运行。④避免在机组振动不合格的情况下长期运行。⑤当发现汽轮机通流部分有积盐垢象征时,应立即根据监视段压力限制负荷和采取改善蒸汽品质及低参数带负荷清洗叶片等减少积盐的措施。⑥司机应熟悉发生不冲击或其他运行条件突然变更时的正确处理方法。⑦当运行中发生了可能引起轴瓦损坏的异常情况(如水冲击或瞬间断油)时,应在查明轴瓦没有损坏以后,才能从新启动运行。

3.2检修和安装方面

3.2.1油系统。①检修和安装时必须将油箱、油管及轴承座内部彻底清洗干净,经过必要的验收手续。②检修或安装时应切实防止有杂物遗油在油系统内,油管路清理完毕后,开口处必须严密包扎,以防组装前有杂物掉入。③在油管法兰结合面间涂漆片类的涂料时,应涂得均匀适量,不要涂得太靠近管孔边缘,防止涂得过多,挤进油内将油孔堵塞。安装法兰电料圈时,电料圈的开孔应略大于管径,防止忘记,开孔过小,阻滞油流。④检修或安装时在管路上加装的临时滤网或堵头、应带有尾巴、以便识别。堵头和临时滤网都必须在启动前拆除。为防止忘拆,对于加装的堵头或滤网须有一定的记录和管理制度。⑤油系统采用化学方法清洗时,采取措施,防止油系统内的部件生锈。⑥油系统内各逆止门和减压门都应在大修时详细检查,确定是否处在良好状态。⑦油系统应严密、不漏油,也不应有空气漏入油泵的进油管,以防止运行中发生油泵的吸油作用被破坏,引起断油。⑧油系统内所有看油装置均应清洁透明,能明显地看到油流或油位。⑨油压表和油温表及有关的信号装置必按法规要求装置齐全,指示正确。L润滑油系统的油门一般应平装,以防止门干断落时断油。油门上应有开关方向的标志;开启后应设法将手轮固定,以防止受到振动后自行关闭。油门和冷油器的冷却水门都宜装用开启时门干会外伸出的形式的,以便于识别开关的程度。

3.2.2主轴承和推力轴承。①应仔细检查轴瓦乌金有无磨损、擦伤、剥落、裂纹、脱胎等情况。如有上诉情况时应分析原因和进行处理。②重浇轴瓦乌金或补焊乌金面时,应使用正确的工艺,保证乌金的质量。特别要注意乌金的熔化温度、瓦胎的预热温度和接触面的清洁度。③正确的修刮乌金面。轴瓦的间隙、瓦面的接触情况和各油道都应符合规定;推力瓦各个瓦片应修到能均匀地承载负荷。④正确的组装和固定轴承。轴承过盈应符合规定;轴瓦的球面与瓦窝的接触应良好,防止卡住。⑤各轴承内的油路应畅通,油孔都应对准。⑥各轴承上都应有指示油温的温度计,并且装置正确。应加装测量推力瓦块温度的热电偶温度计。⑦应该查明各个转子和定子的相对位置和靠背轮的情况,防止由于热膨胀或靠背轮卡住等原因,使推力瓦受到过大推力。⑧轴颈及推力盘表面应光滑,偏斜度在规定的范围以内。

结束语：

通过本文的分析可知，推力轴承的正常运行对汽轮机的高效工作具有重要的意义。而导致推力轴承温度高的因素的多方面的，通过以上推力瓦瓦温高的原因分析和实例，希望能为从业者提供解决同类问题的参考。与此同时，我们要深挖故障内在的“原因”，严格全面的执行监督标准，注重过程把控、避免安装失误，这样才能保证推力轴承正常运行，保证汽轮机组的安全高效生产。

参考文献：

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[2]雷阳.汽轮机气缸检修及处理措施[J].通用机械.2016(12)

[3]孙成周.汽轮机安装中几种振动原因及预防对策[J].低碳世界.2016(36)