汽轮机轴向推力大的原因及处理方法

汽轮机轴向推力大的原因及处理方法

在工业生产中，汽轮机是重要的生产设备，对于工业发展有重要的作用，所以汽轮机的正常运转对于工业生产有极大的影响。在汽轮机运转的过程中，如果轴向推力过大，将会对汽轮机的运行造成巨大的影响。所以文章对于汽轮机轴向推力过大的原因进行了分析，然后提出了处理的方法，为汽轮机的稳定运行奠定了坚实的基础。

标签：汽轮机；轴向推力；原因分析；处理措施

汽轮机在运行的过程中，必须保证内部系统平衡稳定，为汽轮机的安全稳定运行提供基础的保障。在运行的过程中，所产生的蒸汽会对动叶片产生一定的压力，在叶轮的两侧也会存在一定的压力差，由此会对转子产生一定的压力，推动其位移。在运行中所产生的压力差有时会达到几兆牛顿，所以一定要采取相应的措施，保持转自的稳定性。在实际运行中，如果因为安装或者是平时的检修工作不适合，都会对系统部件产生损伤，破坏原有的平衡结构，致使轴向推动力过大，如果严重的话，会造成比较严重的恶性事故。所以对汽轮机轴向推力过大的原因进行分析，然后制定出解决措施具有非常重要的意义，对于汽轮机的安全运行与工业稳定发展具有非常重要的意义。在下文中会通过某工厂的实际案例来进行说明。

1 机组情况简介

对于汽轮机发生轴向位移增大的原因会有多方面的因素，有系统内部结构失稳导致的，也会因为外部环境的变化所导致的，所以要根据具体的情况进行具体的分析，找出事故的原因，及时的处理，并且为以后的运行提前制定出预防策略，保证机组的稳定运行，下面以某公司的汽轮发电机组为例，进行详细的分析。

某公司的2#汽轮发电机组为中压机组，在2007年正式投入运行。作用在转子上的轴向推力主要是通过叶轮上的平衡孔来平衡的，并有推力轴承承担剩余的推力。在机组长期的运行中，由于受到的负荷较大，所以在2011年机组产生了故障，轴向位移过大，对于机组中的推力瓦、推力盘以及叶片等相关构件都造成了极大的损伤，机组停止运行，对其进行检修。在检修的过程中，由于受到当时的条件所限，所以只是对于损坏的部件进行了更换，对于其他的部件没有进行处理。在维修过后进行运行，轴向位移还是有所增大，并且推力瓦的温度有所上升，较之前平均升高十度左右。2012年，由于操作不当，调速阀出现卡涩现象，机组再一次超负荷运行，出现了2011年事故的重现。对于事故进行现场检测，发现推力瓦处的乌金被磨掉四毫米，已经露出了铜胎，并且轴向位移已经达到四点四毫米，迫使承压部件受到了更大的损坏。在对推力盘以及推力瓦进行更换之后开机运行，推力瓦的温度比以前又有所提升，多个部位的温度已经达到了七十五度，最高的达到九十度，轴向位移增加零点一毫米。为了保证机组能够正常的运行，对于运转负荷有所限制，保持在一万兆瓦以下。但是在两个月以后，机组内的轴向位移再一次增大，并且导致推力瓦严重烧毁，为了不造成更大的危险，及

时的采取停機措施，才没有出现更大的事故。上文为某公司的汽轮机组轴向位移增大的实例，对其进行全面的研究可以为轴向位移增大提供有利的参考。

2 原因分析

2012年4月4日事故后，我们对机组的运行状况和损伤情况进行了综合分析，认为2011年和2012年2月2日两起事故中，一些承压部件的损伤，已经造成了转子轴向推力的增大，破坏了轴向力的平衡，是此次事故的主要原因。

2.1 经过两起事故，隔板汽封的汽封齿已全部磨掉，造成相应级间漏汽增加，叶轮前后压差增大，轴间推力增大。

2.2 在两起事故中，复速级及一、二级压力级叶片排汽侧共磨掉了3mm，并出现了卷边变形，导致蒸汽在流出动叶片时，运动方向发生改变，轴向分力增大。

2.3 转子扬度不合格。经测量，一瓦处前扬0.92mm，二瓦处前扬0.20mm，转子前扬，重心后移，受到蒸汽的冲击后，后坐力增大。

2.4 通流部分结垢严重，特别是第三、四、五级压力级的叶片和喷嘴，垢层厚度达0.5mm以上，这就使相应级的叶轮前后压差增大，轴向推力增大。

2.5 推力盘瓢偏超标，达到0.03mm，推力瓦工作面与推力盘接触不良，着点达不到要求，油膜形成不好，运行中出现偏磨。

3 处理措施

根据以上的分析结果，鉴于四、五月份正是生产的黄金季节，对机组缺陷全部进行处理工期太长，因此确定了分两步走的检修方案。先对推力轴承和隔板汽封问题进行处理，检修后，机组带部分负荷运行；其他问题留待七月份全厂停车大修理时，再做处理。影响轴向推力平衡的设备缺陷，通过两次大修，一一得到了处理。

3.1 对推力盘进行研磨，处理推力盘瓢偏问题，使瓢偏降到0.015mm以内，达到了图纸要求。

3.2 更换了推力瓦工作面瓦块，并对新瓦进行刮研，使每块瓦块着点均匀，接触面积>75%，厚度差不超过0.02mm。随后，进行推力轴承的组合刮研，消除瓦块工作面与推力盘接触不良问题，将推力间隙调整到0.38mm。

3.3 更换全部隔板汽封，并对汽封轴向和径向间隙进行调整，径向间隙控制在0.2～0.35mm之间，减小级间漏汽。

3.4 转子返厂，更换复速级及压力级一、二级动叶片后，重新做动平衡。回装时，按图纸要求，将复速级叶片与喷嘴间的轴向间隙调整到1.5mm。

3.5 为减少转子扬度，将二瓦抬高0.3mm，使一瓦处转子扬度降到0.845mm，二瓦处降到0.055mm。

3.6 对转子进行了喷砂处理，彻底消除通流部分的盐垢。

4 试运情况

2012年9月29日，机组检修工作全部结束，启动试运。从试运情况看，机组运行平稳，轴向位移、推力瓦块温度、推力轴承回油温度等监控指标均正常，发电汽耗也明显下降。

5 结束语

汽轮机是工业生产中重要的机械设备，所以必须保证汽轮机的正常运行，为工业生产打下坚实的基础。汽轮机在运行中出现轴向推力大，位移增加，将会对汽轮机的运行造成极大的危害，同时影响到工业生产的经济效益。在对以上案例的维修中，总计维修耗时四个月，耗资近百万，对于工厂造成了极大的经济损失。所以说应该对汽轮机推力过大给予足够的重视，尽量的减少推力大而产生事故的几率。

这就需要对于工艺指标进行严格的控制，对于机组运行中，各项指标都应该控制在规定的范围内，严禁超标运行。此外，还要保证机组运行期间，对于磨损和老化的部件要及时的更换，保证叶片的清洁，出现盐垢及时清除，保证轴向推力的平衡。对于维修人员应该严格的要求，不仅要在专业技术方面不断的提高自身的水平，还要有严谨的工作态度，加强平时的检查工作，发现问题，及时处理。汲取国内外先进的维护技能，在出现事故时，能够在最短的时间内修复，减少工厂的经济损失，提高机组的运行效率。