大型汽轮机汽缸膨胀不畅的分析及改进.doc

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 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。 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 滑销系统卡涩 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 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 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 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 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： 由于缸体变形，猫爪横销无法取出，不能进行检修 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、