电子论文-大型汽轮机汽缸膨胀不畅的分析及改进

大型汽轮机汽缸膨胀不畅的分析及改进摘要：针对国产改进型300MW汽轮机因缸体膨胀不畅导致轴瓦冷态负荷分配不均，汽封磨损、延长暖机时间等缺陷；分析产生缸体膨胀不畅的原因；对消除滑销系统卡涩、改进推拉结构、管道与缸体的连接方式、基础台板的材质及润滑系统的改进等方面提出相应的措施关键词：膨胀不畅滑销系统材质推拉结构一．概述国产改进型300MW汽轮机系上海汽轮机厂生产的N300-16.5/535/535中间再热凝汽式、单轴四缸四排汽汽轮机组，其滑销系统及膨胀方向如图1所示汽轮机高中压静止部分的死点在汽轮机纵向轴线与中低压轴承座（#3）底部横向键中心线的交点上，高、中压静止部件以死点向前膨胀，前轴承座（#1）在高压外缸猫爪的推动下将向前移动约32mm，中轴承座（#2）在中压外缸猫爪的推动下将向前移动约17mm。推力轴承装于中轴承座（#2）内，运行时，推力轴承带动整个轴系随中轴承座（#2）向前移动，这时高压转子以推力轴承为死点向前膨胀，中压转子以推力轴承为相对死点向与高压转子相反的方向膨胀。在启动、运行期间，动静部分分别以各自死点为中心定向膨胀。高压缸为正差胀，中压缸启动时为正差胀，低压Ⅰ缸、低压Ⅱ缸为负差胀。该类型机组自投产以来，均发生了高压、中压缸缸体膨胀不畅的现象，并且随着运行时间的推移、机组启停次数的增加，越来越严重，造成了各种缺陷：轴瓦冷态负荷分配不均，联轴器不能按正常中心值联结；缸体变形；启、停机过程低压缸差胀大；动静碰磨；延长暖机时间等缺陷，二．原因分析缸体膨胀不畅既有滑销系统结构设计失误、管道与缸体连接方式不正确的原因，又与滑销系统的运行方式、检修工艺等方面有关。1.轴承座无润滑膨胀1)由于制造厂原设计的台板油路弯多线长，注油阻力大，注入的新油很难将油槽内的旧油排出，致使油槽内的润滑油失去流动性，被高温烤结固化后失去润滑功效，增大了摩擦系数2)注油周期过长，由于旧油已经固化，新油只能局部注入或无法注入，造成无润滑摩擦2.滑销系统卡涩1)轴承座与基础台板的配合不符合标准，接触不均匀或接触面积未达到75％以上，如：大坝电厂前轴承座（#1）与西侧的#3、#4台板存在0.08—0.25mm的间隙2)由于长期运行或检修的原因，基础台板部分位置出现拉毛现象3)由于纵销和销槽的材质选取不合理，或安装时有异物进入销槽，轴承座在膨胀、收缩时产生毛刺4)由于汽封间隙调整不当，运行时轴封漏汽窜入销槽、台板中，引起锈蚀3.缸体与轴承座推拉结构不合理原设计中，汽缸的膨胀、收缩是由其汽缸猫爪来传递的1)当滑销系统各部分间隙调整不当或高压缸、中压缸两侧膨胀、收缩不均匀时，左右两只汽缸猫爪传递的推拉力亦不同，甚至只有单侧的汽缸猫爪传递拉力，从而使轴承座承受偏心的推拉力，轴承座下的纵销单侧受力，容易导致纵销与键槽咬合，增大了汽缸膨胀、收缩时的摩擦力，造成膨胀不畅。由于汽缸存在轴向、横向两个方向的膨胀和收缩，长时间的单侧膨胀、收缩受阻，会造成汽缸跑偏、变形。这样直接造成汽缸的立销和猫爪横销受到剪切和挤压，检修时无法调整其间隙。同时，缸体的跑偏、变形又加大了轴承座的偏心推拉力，产生更大的摩擦力，甚至产生毛刺，进一步恶化了膨胀、收缩的不利条件，这样就产生了恶性循环。2)由于轴承座受到的推拉力由猫爪作用于中分面，而受到的摩擦力作用于底面，这样就对轴承座产生了一个翻转力矩，且使轴承座与台板发生线性摩擦，摩擦力增大，不利于汽缸的膨胀、收缩猫爪推、拉力F摩擦力f机组膨胀、收缩时，若发生卡涩现象，则M增大，轴承座的翻转度增大，造成轴瓦与转子的扬度不一致，轴瓦的负荷分配不均，从而产生轴瓦温度高，轴系发生振动、严重的烧瓦等事故大坝发电厂的#1、#2机组存在着典型的膨胀不畅及由此带来的各种严重的问题：(1)由于缸体变形，猫爪横销无法取出，不能进行检修(2)中轴承座（#2）底部的滑销发生卡涩，其在停机、冷态下无法收缩到原位（中轴承座在冷态下，基本处于比原位膨胀4—5mm的位置），致使中轴承座（#2）和中低轴承座（#3）受到中压缸极大的拉应力，反向翻转变形。由于轴承座倾斜，冷态下轴瓦的扬度、标高发生变化，轴瓦的负荷分配不均，无法按设计要求进行调整，由于热态下，当机组膨胀出去后，轴承座与轴瓦恢复正常的扬度与标高，轴瓦负荷分配符合设计要求，所以在冷态下只能依据经验减轻或加重相应轴瓦的负荷，即进行联轴器的非标准调整，大坝电厂M轴承座的#2机组中—低联轴器冷态下的高差达1.10mm（标准为0.25mm），并由此产生了汽封间隙难于调整，启动时造成动静摩擦、轴瓦温度高、磨损、暖机时间加长等问题。停机时，由于中轴承座不能及时回收，转子的死点在中轴承座内，当转子回收后，造成低压缸差胀报警，甚至动静碰磨。励磁机转子与#11、#12轴瓦发生轴向磨损（轴瓦乌金轴向磨损10mm以上）(3)管道与缸体的连接方式不正确：安装时未能充分考虑到管道对缸体膨胀与收缩的影响，管道与缸体采用硬连接（不使用膨胀节），布置不合理。三．解决方法1．消除滑销系统卡涩，更换材质2．研磨台板，改进润滑系统3．缸体与轴承座加装推力梁4．管道与缸体间加装膨胀节5.加设注油装置，保证定期注油6.汽轮机改造四．实践与效果五．结论与建议