王其軍
(國家電投集團(tuán)河南電力檢修工程有限公司,河南 鄭州 450000)
某火電廠A給水泵汽輪機(jī)(簡稱A小機(jī))為NK63/71/0型單缸、軸流、反動式汽輪機(jī),額定功率8 502 kW。汽輪機(jī)前貓爪搭在前軸承箱上,汽缸受熱膨脹時,貓爪推動前軸承箱一起向前移動。推力瓦設(shè)計安裝在前軸承箱內(nèi),在1號瓦前并列位置,底座與前軸承箱為一體。
2015-09-10,1號汽輪機(jī)A小機(jī)揭缸大修,推力間隙修前測量0.15 mm,嚴(yán)重偏小(推力間隙設(shè)計標(biāo)準(zhǔn):0.39—0.53 mm)。解體中,發(fā)現(xiàn)高壓進(jìn)汽平衡活塞下部汽封齒有嚴(yán)重脫落現(xiàn)象,且相應(yīng)位置轉(zhuǎn)子上的汽封齒也出現(xiàn)嚴(yán)重偏斜。初步判斷推力間隙過小是由汽封齒碎屑阻礙了轉(zhuǎn)子軸向移動引起的。解體完成后,將高壓進(jìn)汽平衡活塞返廠重新鑲齒并加工,返回后進(jìn)行汽封間隙測量調(diào)整至合格。重新組裝后,測量推力間隙值為0.18 mm,仍然較小,此刻判斷平衡活塞汽封齒的問題不是影響推力間隙的根本原因。
對推力瓦烏金面接觸檢查,各瓦塊接觸均勻,接觸面積均75 %以上;對瓦塊厚度進(jìn)行測量,工作面與非工作面各8塊,厚度38.00 mm,各瓦塊厚度誤差最大為0.01 mm;測量推力盤瓢偏度,最大為0.01 mm;推力瓦殼內(nèi)部腔室平行度測量,距離為 116.37 mm,平行度誤差最大為 0.01 mm;推力盤厚度測量,厚度均勻,均為39.97 mm,如圖1所示。
圖1 A小機(jī)轉(zhuǎn)子推力瓦結(jié)構(gòu)剖面示意
上述測量結(jié)果均在合格范圍之內(nèi)。推力間隙 =[(116.37-39.97)÷2-38]×2=0.40 mm。可以推論:如無其他因素影響,推力間隙應(yīng)為0.40 mm(即圖 1 中a+b=0.40)。
在全缸狀態(tài)下,測量1,2號瓦軸頸處轉(zhuǎn)子的揚(yáng)度:1號瓦后揚(yáng)0.15 mm,2號瓦后揚(yáng)0.23 mm。
在全缸狀態(tài)下,測量前箱的揚(yáng)度:軸瓦處前揚(yáng)1.35 mm,推力瓦位置前揚(yáng) 1.0 mm。
查看安裝說明書,轉(zhuǎn)子與前軸承箱安裝設(shè)計揚(yáng)度的要求是同向的,都是前揚(yáng)。目前出現(xiàn)反向趨勢,屬異?,F(xiàn)象,并且前軸承箱前揚(yáng)偏大,也存在異常。
在全缸狀態(tài)下,測量推力盤與瓦殼的平行度。從中分面開始向底部依次測量該距離,呈逐漸減小趨勢,泵側(cè)(工作側(cè))中分面距離比底部的大,即a=0.12 mm,調(diào)側(cè)(非工作側(cè))中分面距離比底部小,即a′=0.12 mm,如圖2所示。
圖2 推力盤與瓦殼內(nèi)部腔室形成夾角
推力盤與瓦殼內(nèi)部腔室形成夾角,在進(jìn)行推力間隙測量時,推力盤工作面的底部與非工作面的頂部首先與腔室內(nèi)推力瓦塊接觸,造成推力盤在瓦殼內(nèi)部腔室中的行程減少,減少量為:a+a′=0.24 mm。理論修正后的間隙應(yīng)增加0.24 mm,如圖3所示。
圖3 理論修正后的間隙
推力間隙小的主要原因是推力盤與瓦殼內(nèi)部腔室有夾角引起的。從揚(yáng)度來分析,1,2號瓦軸頸揚(yáng)度由設(shè)計值的前揚(yáng)轉(zhuǎn)變?yōu)楹髶P(yáng)以及前軸承箱前揚(yáng)增大,都有可能是1號瓦下沉所致。因為1號瓦、推力瓦都安裝在前軸承箱中,軸瓦的下部墊鐵與烏金都沒有磨損,很明顯是由前箱整體下沉才引起的。
因此,“前軸承箱基礎(chǔ)沉降”是造成A小機(jī)推力間隙變小的根本原因。只要能消除前箱與推力盤的夾角,就能從根本上解決問題,找回失去的間隙,解決此次A小機(jī)推力間隙變小事件。
該型號設(shè)備前支座系統(tǒng)的主要組成部件是前軸承箱、徑向軸承、推力軸承。前軸承箱通過定距螺栓與基礎(chǔ)底板或底盤連接,前軸承箱的揚(yáng)度可通過調(diào)整軸承箱體底部墊鐵實現(xiàn)。為了消除轉(zhuǎn)子推力盤與推力瓦殼間夾角,決定調(diào)整前軸承箱底部墊鐵(增加前箱后部墊鐵厚度),減小前箱揚(yáng)度,最終起到增大推力間隙的作用。前軸承座底部左右兩側(cè)各有4塊墊鐵a,b,c,d,如圖4所示。
圖4 調(diào)整前的前軸承座底部示意
經(jīng)過計算調(diào)整,前軸承座底部最終增加墊鐵:a=0.60 mm,b=0.45 mm,c=0.20 mm,d=0,調(diào)整后的效果如圖5所示。
圖5 調(diào)整后的前軸承座底部示意
(1) 測量調(diào)整后的推力盤與推力瓦殼瓦殼內(nèi)部間的夾角,誤差為零,已達(dá)到圖3的理論效果。
(2) 在全缸狀態(tài)下,測量1,2號瓦軸頸處轉(zhuǎn)子的揚(yáng)度:1,2號瓦已從原來的后揚(yáng)變?yōu)榍皳P(yáng),前軸承箱的揚(yáng)度也相對減小,達(dá)到機(jī)組安裝設(shè)計要求。
(3) 推力間隙調(diào)整后,測量結(jié)果為0.40 mm,符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
通過分析和解決此次A小機(jī)推力間隙變小的事件,為該火電廠今后汽輪機(jī)檢修工作提供了良好的借鑒。這次事件的處理經(jīng)過,說明推力間隙的變化并不全是由推力瓦厚度變化引起的,因而不可盲目對推力瓦厚度進(jìn)行處理,應(yīng)同時對轉(zhuǎn)子軸頸與軸承箱揚(yáng)度是否正常、推力盤與瓦殼內(nèi)部腔室平行度是否正常等因素進(jìn)行綜合考慮。機(jī)組長期運(yùn)行后,基礎(chǔ)臺板會出現(xiàn)沉降,將直接影響到設(shè)備安裝時的標(biāo)高與水平,改變了設(shè)備的安裝狀態(tài),這些因素往往隱藏較深,需要收集大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析驗證,是一項非常復(fù)雜而細(xì)致的工作。