一,、設(shè)備情況及故障描述

汽輪機(jī)型號：N28.6-4.2,，額定功率：28.561MW，額定轉(zhuǎn)速：5390r/min,進(jìn)汽壓力：4.2Mpa,額定進(jìn)蒸汽量110.8 t,，進(jìn)汽溫度,；420℃，排汽壓力,；0.01Mpa,冷卻水溫度32℃,，（軸承軸向推力8-10.6 t ）

推力軸承瓦塊溫度報警值為95 ℃，聯(lián)鎖值為110 ℃聯(lián)鎖跳車,，系青島某公司制造,。（5SLA1052是轉(zhuǎn)速,，45FI1078是進(jìn)蒸汽流量，45PI1078是負(fù)荷空氣總流量,。）

圖1 空壓機(jī)組運(yùn)行軸系圖

某公司空分壓縮機(jī)組自2015年安裝,，運(yùn)行至2021年7月份，一直不能滿負(fù)荷運(yùn)行,，存在透平機(jī)主推軸承瓦塊點(diǎn),，45TISA1070-1076溫度高的問題。

當(dāng)負(fù)荷達(dá)到87%時,，整個機(jī)組還能夠保持運(yùn)行推力軸承瓦塊45TISA1070-1076,，基本維持在97℃運(yùn)行。

當(dāng)負(fù)荷超過87%及以上時,，主推瓦的溫度就開始急劇上升,，并超過報警溫度值，直至逼近聯(lián)鎖值110 ℃聯(lián)鎖跳車的溫度,。

因?yàn)橥屏S承瓦塊溫度過高的問題,，系統(tǒng)被迫多次停車檢修，或者減負(fù)荷運(yùn)行,，無法滿足“安穩(wěn)長滿優(yōu)”的運(yùn)行目標(biāo),。導(dǎo)致企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益由此受到一定程度的影響。

二,、故障原因分析

在該汽輪機(jī)運(yùn)行期間,，公司的檢維修車間通過檢修及分析，總結(jié)了以下幾種有可能導(dǎo)致主推力軸承溫度高的因素：

1. 超負(fù)荷運(yùn)行

凝汽式汽輪機(jī)拖動的負(fù)荷越高,，所需要的蒸汽進(jìn)汽量就會相應(yīng)地增加，導(dǎo)致蒸汽對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片的軸向作用力增大,，凝氣式汽輪機(jī)的負(fù)荷與軸向推力成正比,。

同時，在實(shí)際生產(chǎn)過程中,，禁止超負(fù)荷運(yùn)行,。但是該機(jī)組一直運(yùn)行的轉(zhuǎn)速是5121轉(zhuǎn)，額定轉(zhuǎn)速是5390轉(zhuǎn),，所以不存在超負(fù)荷運(yùn)行,。

2. 級間密封磨損

汽輪機(jī)隔板密封間隙增大，會使葉輪前壓力增高,，導(dǎo)致葉輪軸向力增加,。檢修時，密封間隙應(yīng)調(diào)整合格,，按規(guī)定啟動,，不使密封摩擦,。

開缸檢查，發(fā)現(xiàn)級間密封有摩擦痕跡,。但所有間隙均在指標(biāo)內(nèi),。所以，不存在級間密封磨損,，導(dǎo)致推力增大的現(xiàn)象,。

3. 葉片結(jié)垢

汽輪機(jī)是蒸汽熱能動力機(jī)械。在能量轉(zhuǎn)化過程中,，蒸汽含有的鹽,，大部分隨蒸汽的冷凝回到冷凝液中。有少部分鹽,，會在汽輪機(jī)的通流部分中,，結(jié)垢殘留下來。

隨著結(jié)垢的增加,，流道會越來越小,。導(dǎo)致級前壓力增加，使軸向力增大,。我們在觀察輪室壓力及位移的數(shù)據(jù)時,，發(fā)現(xiàn)有一部分變化增加。這導(dǎo)致軸承瓦溫高,，但并不是主要原因,。

圖2 空壓機(jī)組末級葉片結(jié)垢圖片

4. 測溫點(diǎn)故障及安裝位置

公司采購備件，一部分采取比價采購的方式,，不能保證每次購買的儀器儀表備件,，符合要求和標(biāo)準(zhǔn)。如果出現(xiàn)采購劣質(zhì)測溫探頭,，極易導(dǎo)致測點(diǎn)的溫度,，不能真實(shí)反饋，誤導(dǎo)檢修人員的檢修方向,。

該機(jī)組在檢修時,，用高溫?zé)崴畬?個測溫點(diǎn)一同檢查過，相差不到1℃,，符合要求,。同時機(jī)組暖機(jī)后，運(yùn)行前8個測點(diǎn)溫度是相差不過1.5℃,。

鑒于以上測溫點(diǎn)故障的原因可以排除,。檢查了測溫元件的安裝深度（即端面鉑熱電阻頭的中心，距鎢金表面的距離為14mm）情況均符合要求。

5. 軸瓦接觸不均勻或推力盤偏載

軸瓦的加工精度不夠,，會造成8個推力瓦塊整體不均勻,。推力瓦塊的卡澀，會影響軸瓦的自由擺動,，導(dǎo)致瓦塊局部受力高溫,。軸瓦清洗不夠好，導(dǎo)致表面粘有固體硬物,，會導(dǎo)致局部瓦塊高溫,。 

檢修時觀察8個瓦塊接觸，相對較均勻,，下方2個瓦塊接觸偏?。ㄏ聢D）。檢測所有瓦塊,，每塊推力瓦塊的擺動量4± 0. 45mm（進(jìn)油側(cè)）,，均無異常現(xiàn)象,。

6. 軸瓦積碳

打開主推力軸承,，發(fā)現(xiàn)該軸承存在瓦塊積碳現(xiàn)象。在將瓦塊表面積碳清除及修復(fù)后,，運(yùn)行溫度還是沒有變化,。說明積碳只是加劇溫度高的一個問題，它不是導(dǎo)致軸承溫度高的主要原因,。

圖3 主推力軸承積碳圖片

7. 軸承回油不合理

該汽輪機(jī)推力軸承潤滑方式是從軸承底部進(jìn)油到軸承內(nèi),，對軸承潤滑和冷卻后，從頂部排走,。屬于浸油潤滑（油?。驮櫥鞘褂米顬槠毡槎啽愕臐櫥绞街?。

這種潤滑的缺點(diǎn)是,，油浴潤滑時會有攪拌損耗及溫升，且存在潤滑油流動的死角,，存在局部瓦塊高溫的可能。

8. 軸承推力設(shè)計(jì)偏小

該機(jī)組在剛運(yùn)行時軸瓦溫度就高到90℃,，有可能推力設(shè)計(jì)的偏小,。找一個專門做軸承的廠家該計(jì)算發(fā)現(xiàn)，滿負(fù)荷下軸承溫度達(dá)到90℃,。（如圖4）

圖4 原主推力軸承載荷計(jì)算數(shù)據(jù)

經(jīng)過計(jì)算,，確認(rèn)運(yùn)行溫度是符合設(shè)計(jì)的最高溫度，可以判定軸承的設(shè)計(jì)余量偏小,。

三,、采取措施及處理結(jié)果驗(yàn)證

1. 采取措施：改善并提高汽輪機(jī)軸向推力的承受能力

聯(lián)系專業(yè)的軸承廠家,，重新設(shè)計(jì)該軸承，該軸承的受力面積有所增加,。同時,，為避免浸油式潤滑帶來的問題，將潤滑形式改為單獨(dú)瓦塊供油,。軸承兩側(cè)的擋油環(huán)取消,，讓高溫潤滑油快速流走，避免攪拌熱,。

圖5 技改后的主推力軸承  

 圖6 技改后的主推力軸承載荷計(jì)算數(shù)據(jù)

2. 處理結(jié)果及驗(yàn)證

該機(jī)組改造后,，運(yùn)行效果從數(shù)據(jù)上看，效果比較好,。運(yùn)行后最低溫度75℃,，進(jìn)氣流量155812.5m3/h，蒸汽流量93.4T/h,潤滑油溫40℃,，改造前108℃,；改造后最高86℃。2021年7月份安裝后,，目前運(yùn)行進(jìn)一年,，效果較好。

圖7  技改后軸承溫度示意圖

圖8 負(fù)荷加滿后的軸承溫度示意圖

圖9 運(yùn)行近一年的軸承溫度示意圖

四,、結(jié)論

通過本次對機(jī)組汽輪機(jī)推力軸承的檢修及分析過程,，使我們認(rèn)識到，很多原來沒有注意的問題,。如機(jī)組蒸汽的品質(zhì),，潤滑油的定期分析、檢維修過程中的質(zhì)量控制等,。

以后通過加強(qiáng)此方面的管理,，能讓大機(jī)組的運(yùn)行更穩(wěn)定及安全。

也通過此次的軸瓦技術(shù)改造,，使該機(jī)組能夠保持滿負(fù)荷穩(wěn)定的運(yùn)行,，能夠滿足設(shè)備“安穩(wěn)長滿優(yōu)”的要求。