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啤嶺機(jī)電設(shè)備(上海)有限公司

國產(chǎn)300MW機(jī)組軸承座改造

2013-06-19

馬駿馳
(諫壁發(fā)電廠,江蘇 鎮(zhèn)江 212006)
  摘 要:針對(duì)早期國產(chǎn)300MW汽輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中存在膨脹不暢的問題,與西門子公司合作,利用7號(hào)機(jī)大修,在軸承座改造中采用先進(jìn)的Deva合金材料替代原有的軸承座底部臺(tái)板滑塊,消除了缺陷,取得了較好的節(jié)能效果,還介紹了安裝工藝和注意事項(xiàng)。
  關(guān)鍵詞:國產(chǎn)機(jī)組;軸承座;膨脹不暢;消除缺陷
  
我廠7號(hào)機(jī)[N300-165/550/550(Ⅰ)型,上汽廠國產(chǎn)300MW第5臺(tái)]第6次大修中,針對(duì)3號(hào)軸承座在機(jī)組啟停過程中經(jīng)常出現(xiàn)翹頭,致使4號(hào)軸承負(fù)載較大,軸瓦溫度偏高、烏金燒壞等缺陷,與西門子公司合作,采用Deva合金材料替代原有的1、2號(hào)軸承座底部臺(tái)板滑塊,經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行證明,較好地解決了機(jī)組在運(yùn)行中膨脹不暢的問題。
  1 軸承座改造方案
  1.1 設(shè)備狀況
  7號(hào)機(jī)本體部分由4只汽缸和5只軸承座組成,高、中壓缸各通過其外上缸前后貓爪支承在軸承座上,并由4對(duì)橫銷來保持前面3只軸承座與高中壓缸的軸向距離,2只低壓缸通過外下缸座落在汽缸座架上。
  在3號(hào)軸承座的底部與座架之間裝有2只橫銷,構(gòu)成高中壓缸及前面2只軸承座對(duì)座架的膨脹死點(diǎn),膨脹時(shí)3號(hào)軸承座不動(dòng),中壓缸向機(jī)頭方向膨脹,同時(shí)推動(dòng)高壓缸及前面2只軸承座向前;另外,高壓缸的膨脹又繼續(xù)將1號(hào)軸承座向機(jī)頭推進(jìn),因此1號(hào)軸承座的軸向位移表示了高中壓缸的膨脹值之和。
  為了減少1、2號(hào)軸承座與座架平面在脹縮時(shí)的摩擦系數(shù),制造廠采用在座架臺(tái)板上嵌入由20號(hào)鋼加工制成的滑塊,并通有潤滑油槽。運(yùn)行中每隔15d從外部用專用泵注入按一定配方比例調(diào)制的高溫潤滑脂,以改善脹縮性能。
  1.2 缺陷分析
  在運(yùn)行中往軸承座底部與20號(hào)鋼滑塊之間加高溫潤滑脂,這種措施不太合理。盡管理論上摩
擦系數(shù)較小,但高溫潤滑脂在運(yùn)行一段時(shí)間后容易在金屬滑塊表面形成干結(jié)(7號(hào)機(jī)1、2號(hào)軸承座解體后發(fā)現(xiàn)滑塊表面有干結(jié)現(xiàn)象),影響了滑動(dòng)效果,導(dǎo)致機(jī)組啟動(dòng)過程中高中壓缸膨脹受阻。一旦中壓缸膨脹受阻,汽缸貓爪便在3號(hào)軸承座軸向產(chǎn)生一個(gè)很大的翻轉(zhuǎn)力矩,而國產(chǎn)早期300MW機(jī)組3號(hào)軸承座剛性差,與臺(tái)板固定不牢,容易發(fā)生軸承座翹頭,使4號(hào)軸瓦抬高,載荷增加,瓦溫升高。
  1.3 改造方案
  解決該問題有兩種基本方法:種是降低1、2號(hào)軸承座滑動(dòng)表面的摩擦系數(shù);第二種是降低基座的翻轉(zhuǎn)力矩,重新設(shè)計(jì)軸承座,降低汽缸固定在軸承座上的高度。
  我廠同西門子公司經(jīng)過充分接觸后,決定在軸承座底座與臺(tái)板之間采用一種低摩擦系數(shù)材料(Deva合金)替代原有滑塊,這樣就不用在運(yùn)行中注入高溫潤滑脂。
  2 Deva合金材料
  Deva合金是一種燒結(jié)金屬,由一種固體潤滑劑(石墨)埋入金屬母體(青銅)內(nèi)做成。廠商規(guī)定摩擦系數(shù)為:0.10~0.15,Z高承壓能力接近150N/mm2 。在蒸汽輪機(jī)行業(yè)的應(yīng)用中,西門子公司將其承壓限制到7N/mm2,以保證Z小的摩損。
  通過計(jì)算,我廠7號(hào)機(jī)通流部分改造后,采用Deva合金作滑塊,1、2號(hào)軸承座底部Deva合金滑塊承壓分別為2.21N/mm2和2.47N/mm2。Deva合金的摩損率呈非線性,在開始的5a內(nèi),摩損率不超過0.025mm/a,在下一個(gè)5~10a內(nèi),降低到0.008mm/a或更低。經(jīng)過計(jì)算,我廠7
號(hào)機(jī)改造后,1、2號(hào)軸承座滑動(dòng)力分別為71250N和116850N。
  西門子公司介紹,自1968年至今,在30~660MW多臺(tái)機(jī)組上使用了Deva合金材料,效果很好。如英國Tilburyp.S發(fā)電廠某臺(tái)350MW機(jī)組升至某一轉(zhuǎn)速時(shí),發(fā)生高壓缸與中壓缸之間軸承座傾斜,使軸承卸載。當(dāng)時(shí)采取的措施是暖機(jī)3~4h,讓其自身校正不均勻的膨脹。在1991年,安裝了Deva合金滑塊,至今沒有發(fā)生不均勻膨脹和軸承卸載問題,因此在啟動(dòng)措施中取消了暖機(jī)階段。經(jīng)過4a的運(yùn)行,DaVa合金板的厚度經(jīng)檢查沒有改變。
  3 安裝工藝
  原1、2號(hào)軸承座底部各有6組和8組滑塊分別嵌入臺(tái)板滑塊槽中,滑塊略高出臺(tái)板基準(zhǔn)面與軸承座底部平面構(gòu)成滑動(dòng)表面。改進(jìn)后的滑動(dòng)面采用軸承座底部裝不銹鋼板與Deva合金嵌塊接觸的形式,以確保0.15的摩擦系數(shù)。Deva合金嵌入一托板中,高出托板約3mm,托板嵌在臺(tái)板的原滑塊槽中。因不銹鋼板約厚20mm,故滑動(dòng)表面低于臺(tái)板基準(zhǔn)面,給合金的安裝及檢查帶來了一定的困難。原設(shè)計(jì)考慮對(duì)軸承座底部切削加工后加裝不銹鋼板,以保證Deva合金表面與原滑塊表面高度齊平,從而保證軸承座中分面標(biāo)高不變。后因考慮軸承座底部切削后的強(qiáng)度及滲漏油得不到保證,故取消了原設(shè)計(jì)方案。
  安裝Deva合金滑塊必須注意以下問題:
  (1)要釋放盡高中壓缸殘余應(yīng)力,確保汽缸及軸承座收縮到位。
  (2)測(cè)定1、2號(hào)軸承座相對(duì)于臺(tái)板的定位尺
寸、軸承座標(biāo)高尺寸、軸承座中分面水平;在軸承座A、B排底部標(biāo)定與各滑塊槽道中心線對(duì)應(yīng)點(diǎn)位置,作為安裝不銹鋼板時(shí)的軸向定位基準(zhǔn)。
  (3)軸承座加裝不銹鋼板時(shí),需根據(jù)不銹鋼板寬度、原滑塊槽道寬度、Deva合金寬度等尺寸統(tǒng)籌考慮不銹鋼板的軸向定位,確保1、2號(hào)軸承座膨脹過程中,不銹鋼板不受滑塊槽道壁阻礙。在脹足位置,不銹鋼板與Deva合金表面應(yīng)有Z大的承載接觸面積。
  (4)加工后的軸承座底部不銹鋼板平面,必須在同一平面上并保證足夠的光潔度,加工厚度的確定以保證返送電廠裝配后軸承座中分面標(biāo)高基本不變?yōu)榍疤帷?br />   (5)認(rèn)真檢查每塊不銹鋼板與對(duì)應(yīng)的Deva合金表面的接觸情況,若接觸不好,可對(duì)相應(yīng)Deva合金托板高度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,確保每塊接觸均勻。
  (6)1、2號(hào)軸承座就位后必須保證其定位與吊出前定位尺寸一樣,從而確保汽缸及轉(zhuǎn)子就位后相對(duì)軸承座位置基本不變。
  4 結(jié)束語
  從1999年4月9日至今,7號(hào)機(jī)經(jīng)歷了數(shù)次啟停,每次啟動(dòng),高中壓缸均能迅速膨脹,節(jié)約了沖轉(zhuǎn)及暖機(jī)時(shí)間,且4號(hào)軸瓦溫度一直處于正常。改造后,在330MW負(fù)荷下,1號(hào)軸承座膨脹值長(zhǎng)期為29mm,2號(hào)軸承座為18mm。
  通過Deva合金在軸承座改造中的應(yīng)用,膨脹不暢這一長(zhǎng)期困擾著運(yùn)行及檢修人員的問題,終于得到解決。
來源:《華東電力》2000年第5期