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汽轮机作为一种重要的动力设备,在电力、工业驱动等领域广泛应用。推力轴承与推力盘是汽轮机的关键部件,它们对于维持汽轮机转子的轴向位置、承受轴向推力起着至关重要的作用。一旦推力轴承与推力盘出现偏斜,会引发一系列严重问题,如轴承磨损、振动加剧、动静部件摩擦等,威胁汽轮机的安全稳定运行。因此,深入分析其偏斜原因并掌握有效的处理方法具有重要意义。
一、推力轴承与推力盘偏斜原因
(一)安装与检修问题
1. 安装精度不足:在汽轮机安装过程中,如果推力轴承的安装位置不准确,如水平度或垂直度超出允许范围,会使推力盘与推力轴承的接触状态不良,导致局部受力不均,进而引发偏斜。例如,安装时垫片厚度不均匀,可能使推力轴承一侧偏高,在运行时推力盘就会向另一侧偏斜。
2. 检修工艺不当:在汽轮机检修时,若对推力轴承和推力盘的检修操作不规范,也会造成偏斜。比如,在更换推力瓦块时,没有正确调整瓦块的间隙和紧力,使各瓦块受力不一致,运行中推力盘就会逐渐偏离正常位置。另外,检修后对转子的轴向定位不准确,也会使推力盘承受异常的轴向力而发生偏斜。
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(二)运行工况异常
1. 负荷突变:当汽轮机负荷突然大幅增加或减少时,会产生较大的轴向推力变化。如果此时调节系统不能及时有效地调整,过大的轴向推力会使推力盘瞬间承受超出设计范围的力,导致推力盘与推力轴承之间的相对位置发生改变,引起偏斜。例如,在电网故障时,汽轮机负荷可能瞬间甩去,轴向推力急剧变化,容易造成推力盘偏斜。
2. 蒸汽参数异常:蒸汽的压力、温度等参数偏离设计值,会影响汽轮机内部的气流流动和做功情况,进而改变轴向推力。当蒸汽参数异常导致轴向推力增大且方向不稳定时,推力盘就会在反复变化的轴向力作用下逐渐偏斜。比如,蒸汽温度过低,会使蒸汽体积流量增大,轴向推力相应增大,增加了推力盘偏斜的风险。
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(三)设备部件缺陷
1. 推力轴承磨损:长期运行过程中,推力轴承的瓦块会因摩擦而逐渐磨损。当个别瓦块磨损严重时,会使各瓦块之间的高度不一致,导致推力盘受力不均,从而发生偏斜。此外,若润滑油中含有杂质,会加剧瓦块的磨损,加速偏斜的发生。
2. 推力盘变形:推力盘在长期承受轴向力以及高温、振动等复杂工况作用下,可能会发生变形。变形后的推力盘不再是理想的平面,与推力轴承的接触面积减小且分布不均,导致局部受力过大,引发偏斜。例如,推力盘在高温区域长时间运行,材料的热膨胀和机械应力共同作用,可能使其产生微小的变形,随着时间推移,偏斜问题逐渐显现。
二、推力轴承与推力盘偏斜的处理方法
(一)安装与检修环节的改进措施
1. 严格控制安装精度:在安装推力轴承时,使用高精度的测量仪器,如水平仪、百分表等,确保安装位置的准确性。调整垫片厚度,使推力轴承的水平度和垂直度误差控制在允许范围内,一般水平度误差不超过0.05mm/m,垂直度误差不超过0.03mm/m。同时,在安装过程中要注意各部件的清洁,避免杂质进入影响安装质量。
2. 规范检修工艺:检修时,严格按照操作规程更换推力瓦块,使用专业工具精确调整瓦块的间隙和紧力。间隙一般控制在0.15 - 0.25mm之间,紧力控制在0.03 - 0.05mm之间。检修后,对转子的轴向定位进行仔细检查和校准,确保其符合设计要求。采用先进的检测技术,如激光对中仪,对转子和推力盘的同心度进行检测,保证检修质量。
(二)运行调整与监控
1. 优化负荷控制:通过完善汽轮机的调节系统,使其能够快速、准确地响应负荷变化。采用先进的控制算法,如预测控制、自适应控制等,使负荷变化过程更加平稳,减少轴向推力的突变。同时,在运行过程中,操作人员要密切关注负荷变化情况,避免大幅度的负荷波动。
2. 加强蒸汽参数监控:安装高精度的蒸汽参数监测仪表,实时监测蒸汽的压力、温度、流量等参数。当蒸汽参数偏离正常范围时,及时采取调整措施,如调整锅炉的燃烧工况、调节汽轮机的进汽阀门等,使蒸汽参数恢复到设计值。同时,建立蒸汽参数异常预警机制,当参数接近危险值时,及时发出警报,提醒操作人员进行处理。
(三)设备维护与修复
1. 定期检查与维护推力轴承:制定合理的设备维护计划,定期对推力轴承进行检查和维护。检查瓦块的磨损情况,若发现个别瓦块磨损严重,及时进行更换。同时,定期清洗润滑油系统,更换过滤器,确保润滑油的清洁度,减少杂质对轴承的磨损。
2. 修复变形的推力盘:对于发生变形的推力盘,根据变形程度选择合适的修复方法。如果变形较小,可以采用机械加工的方法,如磨削、研磨等,对推力盘表面进行修复,使其恢复到平整状态。如果变形较大,则需要考虑更换新的推力盘。在更换推力盘时,要选择质量可靠的产品,并严格按照安装要求进行安装。
汽轮机推力轴承与推力盘偏斜是一个复杂的问题,涉及安装、运行、设备部件等多个方面的因素。通过深入分析偏斜原因,并采取针对性的处理方法,如严格控制安装精度、规范检修工艺、优化运行调整、加强设备维护等,可以有效预防和解决推力轴承与推力盘偏斜问题,确保汽轮机的安全稳定运行,提高设备的可靠性和使用寿命,为电力生产和工业发展提供有力保障。
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