汽轮机推力瓦温度高原因分析及处理

摘要：某电厂二期项目3号汽轮机为上海汽轮机厂生产的单轴、单缸、反动凝气式机组，额定功率：50MW；额定转速：5500r/min。该机组自2021年投产以来，高负荷（44-45MW）情况下，一直存在推力轴承工作瓦块温度偏高的问题，导致机组无法长期满负荷运行，影响到电厂设备安全及经济效益。经过认真分析，找到了推力轴承工作瓦块温度偏高的主要原因，采取措施进行处理后，机组带50MW负荷运行，工作瓦块温度由121℃降至83℃，效果明显，恢复了机组满负荷运行能力，解决了3号汽轮机推力轴承工作瓦块温度偏高的问题，保证了该电厂机组的安全稳定运行。

关键词：汽轮机；推力轴承；推力瓦温度 1概述

某电厂二期项目3号汽轮机为上海汽轮机厂生产的单轴、单缸、反动凝气式机组，型号：N50-6.1/475；额定功率：50MW；额定转速：5500r/min。该机组前轴承为径向推力联合轴承，由轴承壳体、推力瓦块组件和径向轴承瓦块组成。推力轴承瓦块组件分正负两组，分布在转子推力盘的两端，每组有11个瓦块，瓦块安装在持环上；推力瓦块背部有平衡块，通过平衡块的摆动，使轴向负荷平均分布于各推力轴承瓦块上，从而使推力瓦块表面的负荷中心都处于同一平面内，每一个推力轴承瓦块均承受着相同的负荷。机组正常运行时，工作瓦块受力，所以工作瓦块温度高于非工作瓦块温度。

该机组自2021年投产以来，高负荷（44-45MW）情况下，推力轴承工作瓦块温度一直偏高（数据详见表1），最高时达到121℃（汽轮机厂家设计值：115℃报警；130℃跳机）。为了控制工作瓦温度不超标，该机组经常保持负荷在40MW左右运行。

表1：3号汽轮机推力轴承瓦块温度数据

序号 日期 机组负荷（MW） 工作瓦温度（℃） 非工作瓦温度（℃） 1 2.8 2021.145 #1：110；#2：121； #3：96；#4：94； #1：62；#2：65； #3：64；#4：63； 2 .23 2022.140 #1：87；#2：108； #3：91；#4：89； #1：61；#2：61； #3：60；#4：62； 2推力轴承工作瓦温度高原因分析

2.1推力盘与推力轴承工作瓦端面位置不平行

2022年4月份，该电厂3号汽轮机临停检修，现场拆检推力轴承组件，发现工作瓦右侧半边瓦块（见图2-1:#3、#4、#5、#6、#7、#8）均有磨损，其中有3块瓦块磨损比较严重（见图2-1：#4、#5、#6），左侧半边瓦块没有出现明显的磨损（见图2-1：#1、#2、#9、#10、#11），机组运行中瓦块温度比较高的是#4瓦块（见图2-2：对应#2测点位置）。

图2-1 图2-2

现场测量推力盘与工作瓦背面的壳体距离，发现右侧比左侧（从机头往机尾看，左手为左侧，右手为右侧）小0.34mm；推力盘与推力轴承壳体左右距离不等，说明推力盘和推力轴承工作瓦存在端面位置不平行的情况。由于该类型机组径向

推力联合轴承瓦壳与轴承座设计是圆柱面配合，不是球面配合，推力轴承壳体不能调整中心（见图2-3）。机组运行中，就会导致推力盘与推力轴承工作瓦面间隙不均匀，这是导致工作瓦右侧半边瓦块出现磨损的原因之一。

图2-3

2.2推力轴承供油量不足

2022年7月份，该电厂3号汽轮机临停检修期间，现场再次拆检推力轴承组件，发现推力轴承工作瓦所有的瓦块均有磨损痕迹，而且磨得比较均匀（见图2-4）。另外，现场对工作瓦块仔细检查，发现每个工作瓦块进油孔（孔径：6mm）被瓦块乌金面挡住了约二分之一，油槽靠瓦块边缘一侧铣低了约1.5mm（见图2-5），这样进入工作瓦块油槽的润滑油会有一部分直接泄漏到瓦面外，导致进入瓦面的润滑油量偏少，瓦块油膜形成不良，从而出现工作瓦块温度偏高的现象。

图2-4 图2-5 2.3前轴瓦瓦壳中分面扬度与前轴颈扬度偏差大

现场检查测量发现：前轴瓦瓦壳中分面扬度与前轴颈扬度偏差大，前轴瓦瓦壳中分面扬度为1.65mm/m，前轴颈扬度为0.69 mm/m，两者扬度偏差为0.96mm/m。扬度偏差大会造成推力盘与推力轴承工作瓦垂直方向间隙不均匀，工作瓦块运行中出现偏磨，可能会造成瓦块温度偏高。

3主要处理措施

3.1调整径向推力联合轴承的定位

3.1.1对轴承壳体调整垫片进行修配（见图3-1），重新调整轴承壳体的位置，修磨后测量垫片安装位置的间隙为0.03mm；

3.1.2垫片回装完毕，检查测量推力盘与工作瓦背面的壳体距离：左侧0.32mm，右侧0.29mm，左右侧距离偏差为0.03mm，达到汽轮机厂家设计要求。

图3-1

3.2增加推力轴承供油量

3.2.1将推力轴承工作瓦进油槽至瓦块边缘的距离由2.5mm改为5mm，瓦块进油孔面积扩大，减少对瓦块进油量的影响（见图3-2红框所示）；

图3-2

3.2.2取消原工作瓦块进油口出油侧的泄油槽结构，进油槽增加进油倒角（2×45°），能让更多的润滑油进入瓦块接触面，形成良好的油膜（见图3-3）；

图3-3

3.2.3将径向推力联合轴承下半的进油孔由原先的Φ24mm加工至Φ60mm，孔深68.1mm，增大联合轴承进油面积；径向瓦进油孔由原先的Φ24mm改小为Φ16mm，减少径向瓦进油量；整个联合轴承进油得以重新分配，径向瓦侧进油量减少，推力轴承工作瓦侧进油量增加，更有利于工作瓦块的润滑和冷却（见图3-4）。

图3-4 3.3其他措施

3.3.1针对前轴瓦瓦壳中分面扬度与前轴颈扬度偏差大问题，和汽轮机厂家沟通确认：由于推力盘与推力轴承工作瓦接触情况及机组振动情况良好，故此次检修不调整轴承座下部垫片及轴承座扬度；

3.3.2复测推力轴承推力间隙为0.43mm，符合汽轮机厂家设计要求（厂家设计值：0.35-0.45mm）；

3.3.3推力盘与推力轴承工作瓦涂红丹粉检查接触情况良好。 4处理结果

该电厂3号汽轮机推力轴承检修完成后，机组满负荷50MW运行，工作瓦最高温度降至83℃。检修前后数据详见表2。

表2：3号汽轮机推力轴承瓦块温度数据

序号 负荷机组修前 修后 注 备（MW） 工作瓦温度（℃） 工作瓦温度（℃） 1 10 #1：66；#2：63； #3：67；#4：64； #1：67；#2：67； #3：72；#4：76； 2 20 #1：85；#2：84； #3：94；#4：95； #1：72；#2：73； #3：78；#4：81； 3 30 #1：107；#2：100； #3：93；#4：90； #1：76；#2：75； #3：79；#4：79； 4 45 #1：110；#2：121； #3：96；#4：94； #1：76；#2：80； #3：79；#4：77； 5 50 #1：106；#2：125； #3：107；#4：103； #1：74；#2：77； #3：79；#4：83； 5结论

该电厂3号汽轮机组工作瓦温度高问题，通过检修处理后，推力轴承工作瓦温度恢复至正常范围，效果显著，解决了影响该电厂3汽轮机组安全运行的难题，保证了机组的长期安全稳定运行，提高了电厂的经济效益。

作者介绍：

韩奎，1984年10月出生，男，河南郑州人，2006年参加工作，大学本科学历，工学学士，热能机械工程师，现在广州环投技术设备有限公司从事机务检修技术管理工作。