吳浩民 龔浩龍

摘 要：本文介紹了某工廠甲醇二套空分機(jī)組增壓機(jī)止推軸承溫度高的原因分析及處理措施，通過對(duì)推力瓦塊的更換研磨及對(duì)汽輪機(jī)靜電刷的更換，有效地降低了推力瓦的運(yùn)行溫度，避免停車造成企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。通過對(duì)推力瓦的處理，使我們積累了檢維修經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)不同類型的機(jī)組檢修提供技術(shù)參考依據(jù)，提高檢修效率，降低檢修成本。

關(guān)鍵詞：推力軸承 推力盤 推力瓦 檢修方法

中圖分類號(hào)：TH45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）10（b）-0088-02

1 設(shè)備概況

空分裝置的主要任務(wù)是為氣化工段提供工業(yè)氧氣，為全廠提供合格的氮?dú)饧皟x表、工廠空氣。該套裝置機(jī)組部分由中國陜西鼓風(fēng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司設(shè)計(jì)制造的RBZ45-2+2+3離心壓縮機(jī)組，增壓機(jī)軸功率為13965kW，轉(zhuǎn)速11781rpm，出口壓力7.2MPa。

甲醇二套空分裝置增壓機(jī)2017年8月27日檢修完成后試車正常，經(jīng)過一年多的穩(wěn)定運(yùn)行，于2018年9月增壓機(jī)推力瓦溫度突然升高，由先前的90℃增長至110℃，隨即停車進(jìn)行搶修工作。在排查過程中遇到了關(guān)于推力間隙調(diào)整及推力瓦檢查更換的技術(shù)問題，積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，在這里與大家一起探討。

2 原因分析及檢修處理措施

2.1 推力瓦溫度高原因分析

（1）推力瓦殼螺栓緊固受力不均，推力瓦殼上下部分錯(cuò)位，推力瓦各瓦塊受力不均勻?qū)е履p。

（2）推力瓦瓦殼定位銷加工偏差較大，定位銷安裝的松、緊程度造成推力瓦上下部分瓦殼錯(cuò)位，在此次搶修推力間隙測量中，定位銷的安裝引起推力間隙變化，經(jīng)過多次安裝、測量，最終確定推力瓦間隙值。

（3）根據(jù)推力瓦軸承座結(jié)構(gòu)分析，推力瓦座上下部分非整體剖開加工，非整體加工存在的加工偏差較大，并且下半部分殼體為焊接，可能造成與轉(zhuǎn)子位置公差較大，影響推力瓦接觸情況。

（4）溫度測量存在誤差，軸承溫度測量系統(tǒng)異常。例如溫度測量探頭損壞、溫度測量后補(bǔ)償方法或標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、安裝不正確、溫度補(bǔ)償系統(tǒng)受外界干擾等，都會(huì)使測溫產(chǎn)生誤差。

（5）潤滑油溫度高或者油壓低造成止推軸承瓦塊溫度高。潤滑油壓力降低或進(jìn)油管堵塞，進(jìn)入推力軸承的油量逐漸減少，這樣就不可能在推力盤與工作面之間建立良好的油膜，使止推軸承出現(xiàn)異常，導(dǎo)致推力瓦溫度升高。

（6）若潤滑油油質(zhì)不純或因時(shí)間太長等原因變質(zhì)，則潤滑油膜不易形成，以致燒瓦。如果使用的潤滑油黏度太低，推力瓦和推力盤之間油膜厚度值太小，而潤滑油中的金屬雜質(zhì)顆粒過大，金屬顆粒的外形尺寸在數(shù)值上大于最小油膜厚度時(shí)，顆粒隨潤滑油通過最小油膜厚度處時(shí)，就像造成金屬接觸，引起推力瓦溫度升高，甚至嚴(yán)重時(shí)就會(huì)損壞推力瓦。

（7）靜電對(duì)推力瓦的影響，推力瓦塊與推力盤間隙為0.40～0.50mm，當(dāng)產(chǎn)生靜電腐蝕后，瓦塊表面出現(xiàn)了麻點(diǎn)，推力盤相對(duì)推力瓦徑向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，摩擦阻力增大，發(fā)熱量增大，油膜遭到破壞，油膜相互摩擦產(chǎn)生的熱量迅速增加，由于推力盤和推力瓦之間間隙太小，在推力盤和推力瓦之間的進(jìn)油量有限，隨著機(jī)組負(fù)荷的變化，推力盤和推力瓦之間的間隙也回來會(huì)變動(dòng)，潤滑油帶走的熱量不足以將產(chǎn)生的熱量帶走，推力瓦塊的溫度會(huì)緩慢上升。通過觀察推力瓦塊（圖1）、推力盤磨損情況，推力瓦塊磨損呈斜面，上下瓦塊厚度相差1mm左右。瓦塊、推力盤磨損面呈現(xiàn)淺灰色已失去金屬光澤，表面成暗灰色且有積碳，毛面與加工面有一條明顯的分界線。由此判斷推力瓦塊磨損不是推力盤與瓦塊直接接觸的磨損痕跡，正常磨損應(yīng)該有燒灼發(fā)藍(lán)痕跡。懷疑是接地電刷磨損引起靜電無法釋放，隨即拆檢汽輪機(jī)接地電刷，電刷金屬絲幾乎磨光，電刷基本無法起到釋放靜電的作用。

為進(jìn)一步驗(yàn)證上述推斷，將磨損瓦塊拿至實(shí)驗(yàn)室放大50倍下查看，發(fā)現(xiàn)瓦塊表面布滿蜂窩狀凹坑，凹坑雜亂和拖尾痕跡，磨損面與非磨損面有明顯的差異，因此更加認(rèn)為瓦塊的磨損痕跡可能和電化學(xué)腐蝕有關(guān)，如圖2、圖3所示。

轉(zhuǎn)子帶電有兩種可能，一是外界電負(fù)荷引入，二是轉(zhuǎn)子自身在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生電負(fù)荷。轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中相對(duì)獨(dú)立，第一種可能顯然不存在。從圖2、圖3看出，推力 瓦塊表面凹坑可能是靜電灼傷形成的點(diǎn)蝕坑（不是磨損痕跡）。

對(duì)于凝汽式汽輪機(jī)，當(dāng)大量水滴經(jīng)過高速旋轉(zhuǎn)的葉片時(shí)，會(huì)在葉片上產(chǎn)生靜電聚集，空分機(jī)組汽輪機(jī)為杭州汽輪機(jī)制造股份有限公司生產(chǎn)的凝汽式汽輪機(jī)，排氣壓力為0.011MPa，排氣溫度為：65℃，在如此低的排氣溫度和壓力下，絕大多數(shù)蒸汽已冷凝成水滴，小水滴在高速旋轉(zhuǎn)的葉片產(chǎn)生沖刷，引起摩擦靜電，產(chǎn)生的靜電會(huì)聚集，通過安裝在汽輪機(jī)高壓側(cè)軸承箱與軸接觸的電刷及電刷導(dǎo)線導(dǎo)入地下，如果電刷失效或斷開，靜電會(huì)在轉(zhuǎn)子上越聚越多，轉(zhuǎn)子和大地之間的電勢會(huì)越來越高，由此傳給增壓機(jī)，增壓機(jī)推力盤和推力瓦油膜不穩(wěn)定，瞬間有分離的現(xiàn)象，軸承座與大地相連接為零點(diǎn)電勢，推力盤位于轉(zhuǎn)子上則為高電勢，兩者之間產(chǎn)生了電勢差，從而產(chǎn)生了電場，產(chǎn)生了火花放點(diǎn)，放電時(shí)電子向低電勢流動(dòng)轟擊推力瓦，正離子流轟擊推力盤，電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，最后轟擊推力盤和推力瓦轉(zhuǎn)化為熱能，使推力瓦和推力盤處放點(diǎn)金屬微粒迅速熔化甚至氣化，由于推力盤和推力瓦塊之間距離很小，因此這一過程時(shí)間很短，具有爆炸性質(zhì)，爆炸力將融化的金屬顆粒拋離放電表面，金屬顆粒被潤滑油迅速冷卻、凝固續(xù)而從間隙中沖走，每次放電后，在放電表面形成一個(gè)凹坑，隨著放電的不斷進(jìn)行，無數(shù)的凹坑將出現(xiàn)在推力瓦塊表面上形成，導(dǎo)致推力瓦塊及推力盤表面產(chǎn)生麻點(diǎn)。

2.2 處理措施

（1）更換增壓機(jī)所有的推力瓦塊，檢查推力盤的瓢偏度，同組瓦塊的厚度要逐個(gè)進(jìn)行測量，所有瓦塊厚度偏差≤0.02mm，由于轉(zhuǎn)子推力盤有麻點(diǎn)，故對(duì)推力盤表面使用油石、研磨砂進(jìn)行打磨拋光修復(fù)處理。

（2）檢查推力瓦塊與推力盤之間的接觸面積，對(duì)接觸面積不合要求的瓦塊進(jìn)行研磨處理，使其接觸面積達(dá)到80%以上。

（3）對(duì)推力軸承進(jìn)行安裝，使其推力間隙控制在0.43～0.45mm之間，標(biāo)準(zhǔn)值為：0.40～0.50mm。

（4）緊固螺栓時(shí)，由同一檢修人員進(jìn)行緊固，避免多人緊固造成的螺栓受力不均，今后在有條件的情況下逐步使用力矩扳手進(jìn)行拆裝，保證螺栓緊固受力均勻。

（5）拆卸定位銷時(shí)采用拔銷器等專用工具進(jìn)行拆卸，以保證定位銷的完好性，制作定位銷專用存放設(shè)施，對(duì)每個(gè)銷子進(jìn)行標(biāo)記（或者使用電刻筆對(duì)銷子進(jìn)行永久性標(biāo)記），確保銷子與銷孔的一一對(duì)應(yīng)。

（6）增壓機(jī)整體大修時(shí)，借用測量工具核實(shí)轉(zhuǎn)子與軸承座的同心度，根據(jù)核實(shí)情況制定軸承座調(diào)整方案。

（7）對(duì)接地電刷進(jìn)行更換，使靜電及時(shí)導(dǎo)出。建議工藝車間聯(lián)系儀表定期用萬用表對(duì)電刷的接地線路進(jìn)行檢查，確保接電線路良好，檢查前用頂起螺釘把電刷抬起，使電刷與軸脫離。對(duì)電刷盒內(nèi)的位置指針進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)位置指針指到“更換”位置時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換電刷，電刷更換后要用頂起螺釘檢查電刷臂是否活動(dòng)自如，以保證電刷磨損后的補(bǔ)償。確保電刷及整條接地線與機(jī)組殼體絕緣，以防止形成電流回路。為了減少感抗，接地線應(yīng)短且直。

3 結(jié)語

經(jīng)過本次檢修，增壓機(jī)止推軸承溫度明顯下降，滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，溫度為85℃，有效地解決了止推軸承溫度高的問題。再次也使我們掌握了對(duì)增壓機(jī)止推軸承的檢修方法，同時(shí)積累了寶貴的檢修經(jīng)驗(yàn)，為以后的檢修提供參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳忠偉.二氧化碳?jí)嚎s機(jī)組的靜電腐蝕及防范措施[J]. 石油和化工設(shè)備，2005（4）：23-32.

[2] 代云修.汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行[M].北京：中國電力出版社，2005 .