王其軍
(國家電投集團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(簡稱A小機)為NK63/71/0型單缸、軸流、反動式汽輪機,額定功率8 502 kW。汽輪機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。推力瓦設計安裝在前軸承箱內,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A小機揭缸大修,推力間隙修前測量0.15 mm,嚴重偏小(推力間隙設計標準:0.39—0.53 mm)。解體中,發(fā)現高壓進汽平衡活塞下部汽封齒有嚴重脫落現象,且相應位置轉子上的汽封齒也出現嚴重偏斜。初步判斷推力間隙過小是由汽封齒碎屑阻礙了轉子軸向移動引起的。解體完成后,將高壓進汽平衡活塞返廠重新鑲齒并加工,返回后進行汽封間隙測量調整至合格。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小機轉子推力瓦結構剖面示意
上述測量結果均在合格范圍之內。推力間隙 =[(116.37-39.97)÷2-38]×2=0.40 mm??梢酝普摚喝鐭o其他因素影響,推力間隙應為0.40 mm(即圖 1 中a+b=0.40)。
在全缸狀態(tài)下,測量1,2號瓦軸頸處轉子的揚度:1號瓦后揚0.15 mm,2號瓦后揚0.23 mm。
在全缸狀態(tài)下,測量前箱的揚度:軸瓦處前揚1.35 mm,推力瓦位置前揚 1.0 mm。
查看安裝說明書,轉子與前軸承箱安裝設計揚度的要求是同向的,都是前揚。目前出現反向趨勢,屬異?,F象,并且前軸承箱前揚偏大,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(工作側)中分面距離比底部的大,即a=0.12 mm,調側(非工作側)中分面距離比底部小,即a′=0.12 mm,如圖2所示。
圖2 推力盤與瓦殼內部腔室形成夾角
推力盤與瓦殼內部腔室形成夾角,在進行推力間隙測量時,推力盤工作面的底部與非工作面的頂部首先與腔室內推力瓦塊接觸,造成推力盤在瓦殼內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部腔室有夾角引起的。從揚度來分析,1,2號瓦軸頸揚度由設計值的前揚轉變?yōu)楹髶P以及前軸承箱前揚增大,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,“前軸承箱基礎沉降”是造成A小機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小機推力間隙變小事件。
該型號設備前支座系統(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底板或底盤連接,前軸承箱的揚度可通過調整軸承箱體底部墊鐵實現。為了消除轉子推力盤與推力瓦殼間夾角,決定調整前軸承箱底部墊鐵(增加前箱后部墊鐵厚度),減小前箱揚度,最終起到增大推力間隙的作用。前軸承座底部左右兩側各有4塊墊鐵a,b,c,d,如圖4所示。
圖4 調整前的前軸承座底部示意
經過計算調整,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,調整后的效果如圖5所示。
圖5 調整后的前軸承座底部示意
(1) 測量調整后的推力盤與推力瓦殼瓦殼內部間的夾角,誤差為零,已達到圖3的理論效果。
(2) 在全缸狀態(tài)下,測量1,2號瓦軸頸處轉子的揚度:1,2號瓦已從原來的后揚變?yōu)榍皳P,前軸承箱的揚度也相對減小,達到機組安裝設計要求。
(3) 推力間隙調整后,測量結果為0.40 mm,符合設計標準。
通過分析和解決此次A小機推力間隙變小的事件,為該火電廠今后汽輪機檢修工作提供了良好的借鑒。這次事件的處理經過,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行處理,應同時對轉子軸頸與軸承箱揚度是否正常、推力盤與瓦殼內部腔室平行度是否正常等因素進行綜合考慮。機組長期運行后,基礎臺板會出現沉降,將直接影響到設備安裝時的標高與水平,改變了設備的安裝狀態(tài),這些因素往往隱藏較深,需要收集大量的數據進行分析驗證,是一項非常復雜而細致的工作。