给水泵汽轮机转子推力间隙偏小的处理措施

王其军

(国家电投集团河南电力检修工程有限公司，河南 郑州 450000)

0 引言

某火电厂A给水泵汽轮机(简称A小机)为NK63/71/0型单缸、轴流、反动式汽轮机，额定功率8 502 kW。汽轮机前猫爪搭在前轴承箱上，汽缸受热膨胀时，猫爪推动前轴承箱一起向前移动。推力瓦设计安装在前轴承箱内，在1号瓦前并列位置，底座与前轴承箱为一体。

1 事件概述

2015-09-10，1号汽轮机A小机揭缸大修，推力间隙修前测量0.15 mm，严重偏小(推力间隙设计标准：0.39—0.53 mm)。解体中，发现高压进汽平衡活塞下部汽封齿有严重脱落现象，且相应位置转子上的汽封齿也出现严重偏斜。初步判断推力间隙过小是由汽封齿碎屑阻碍了转子轴向移动引起的。解体完成后，将高压进汽平衡活塞返厂重新镶齿并加工，返回后进行汽封间隙测量调整至合格。重新组装后，测量推力间隙值为0.18 mm，仍然较小，此刻判断平衡活塞汽封齿的问题不是影响推力间隙的根本原因。

2 原因分析

2.1 推力间隙的理论计算分析

对推力瓦乌金面接触检查，各瓦块接触均匀，接触面积均75 %以上；对瓦块厚度进行测量，工作面与非工作面各8块，厚度38.00 mm，各瓦块厚度误差最大为0.01 mm；测量推力盘瓢偏度，最大为0.01 mm；推力瓦壳内部腔室平行度测量，距离为 116.37 mm，平行度误差最大为 0.01 mm；推力盘厚度测量，厚度均匀，均为39.97 mm，如图1所示。

图1 A小机转子推力瓦结构剖面示意

上述测量结果均在合格范围之内。推力间隙 =[(116.37-39.97)÷2-38]×2=0.40 mm。可以推论：如无其他因素影响，推力间隙应为0.40 mm(即图 1 中a+b=0.40)。

2.2 转子和前箱的前后扬度分析

在全缸状态下，测量1，2号瓦轴颈处转子的扬度：1号瓦后扬0.15 mm，2号瓦后扬0.23 mm。

在全缸状态下，测量前箱的扬度：轴瓦处前扬1.35 mm，推力瓦位置前扬 1.0 mm。

查看安装说明书，转子与前轴承箱安装设计扬度的要求是同向的，都是前扬。目前出现反向趋势，属异常现象，并且前轴承箱前扬偏大，也存在异常。

2.3 推力盘与瓦壳内部腔室的平行度分析

在全缸状态下，测量推力盘与瓦壳的平行度。从中分面开始向底部依次测量该距离，呈逐渐减小趋势，泵侧(工作侧)中分面距离比底部的大，即a=0.12 mm，调侧(非工作侧)中分面距离比底部小，即a′＝0.12 mm，如图2所示。

图2 推力盘与瓦壳内部腔室形成夹角

推力盘与瓦壳内部腔室形成夹角，在进行推力间隙测量时，推力盘工作面的底部与非工作面的顶部首先与腔室内推力瓦块接触，造成推力盘在瓦壳内部腔室中的行程减少，减少量为：a+a′＝0.24 mm。理论修正后的间隙应增加0.24 mm，如图3所示。

图3 理论修正后的间隙

2.4 根本原因

推力间隙小的主要原因是推力盘与瓦壳内部腔室有夹角引起的。从扬度来分析，1，2号瓦轴颈扬度由设计值的前扬转变为后扬以及前轴承箱前扬增大，都有可能是1号瓦下沉所致。因为1号瓦、推力瓦都安装在前轴承箱中，轴瓦的下部垫铁与乌金都没有磨损，很明显是由前箱整体下沉才引起的。

因此，“前轴承箱基础沉降”是造成A小机推力间隙变小的根本原因。只要能消除前箱与推力盘的夹角，就能从根本上解决问题，找回失去的间隙，解决此次A小机推力间隙变小事件。

3 采取措施

该型号设备前支座系统的主要组成部件是前轴承箱、径向轴承、推力轴承。前轴承箱通过定距螺栓与基础底板或底盘连接，前轴承箱的扬度可通过调整轴承箱体底部垫铁实现。为了消除转子推力盘与推力瓦壳间夹角，决定调整前轴承箱底部垫铁(增加前箱后部垫铁厚度)，减小前箱扬度，最终起到增大推力间隙的作用。前轴承座底部左右两侧各有4块垫铁a，b，c，d，如图4所示。

图4 调整前的前轴承座底部示意

经过计算调整，前轴承座底部最终增加垫铁：a=0.60 mm，b=0.45 mm，c=0.20 mm，d=0，调整后的效果如图5所示。

图5 调整后的前轴承座底部示意

4 实施效果

(1) 测量调整后的推力盘与推力瓦壳瓦壳内部间的夹角，误差为零，已达到图3的理论效果。

(2) 在全缸状态下，测量1，2号瓦轴颈处转子的扬度：1，2号瓦已从原来的后扬变为前扬，前轴承箱的扬度也相对减小，达到机组安装设计要求。

(3) 推力间隙调整后，测量结果为0.40 mm，符合设计标准。

5 结论

通过分析和解决此次A小机推力间隙变小的事件，为该火电厂今后汽轮机检修工作提供了良好的借鉴。这次事件的处理经过，说明推力间隙的变化并不全是由推力瓦厚度变化引起的，因而不可盲目对推力瓦厚度进行处理，应同时对转子轴颈与轴承箱扬度是否正常、推力盘与瓦壳内部腔室平行度是否正常等因素进行综合考虑。机组长期运行后，基础台板会出现沉降，将直接影响到设备安装时的标高与水平，改变了设备的安装状态，这些因素往往隐藏较深，需要收集大量的数据进行分析验证，是一项非常复杂而细致的工作。