热电厂主油泵径向推力联合轴承改进措施

李俊斌 刘廷兴 周春雷 王飞

摘 要：通过对热电厂因工作面推力瓦块磨损间隙超标的汽轮机主油泵径向推力联合轴承进行分析，依据《汽轮机设备检修技术》技术要求，对主油泵径向推力联合轴承的结构特点及工作原理进行系统分析，找出造成工作面推力瓦块磨损的重要原因，并结合工作面推力瓦块的结构特点采取有效技术改进措施，有效的防止了工作面推力瓦块磨损，延长了热电厂汽轮发电机组主油泵径向推力联合轴瓦使用寿命，为热电厂汽轮发电机组安全稳定运行奠定坚实的基础。

关键词：轴瓦；径向推力联合轴承；油楔；阻油边；油膜；推力间隙；齿型联轴器

1 概述

主油泵是热电厂汽轮发电机组润滑油系统主要设备之一，它主要由泵轴、叶轮、泵壳、轴瓦、密封环等主要部分组成。热电厂该类型汽轮发电机组的主油泵采用的是单级双吸离心式油泵，安装于前轴承箱内，与汽轮机转子采用齿型联轴器连接，由汽轮机转子通过齿型联轴器直接驱动，在额定转速时主油泵向汽轮发电机组提供调节保安系统、润滑油系统、顶轴油系统、密封油系统用油。主油泵转子支撑在两个滑动轴承上，其中调速端（即机头端）轴承为径向推力联合轴承，轴承的大端面为工作推力面。在汽轮发电机组运行中最常见、危害性最大的故障就是主油泵径向推力联合轴承推力瓦块的磨损。

2 主油泵径向推力联合轴承运行现状调查

根据对热电厂某台汽轮发电机组主油泵径向推力联合轴承更换频率的统计，该机组在一个大修周期内（4年）共消耗主油泵径向推力联合轴承6套，也就是说每套主油泵径向推力联合轴承平均使用寿命最多只有5760小时左右（包括机组停机检修时间）。由此可以证明该机组主油泵径向推力联合轴承更换的频率是非常高的。另外通过对更换下的主油泵径向推力联合轴承进行检查分析发现，更换的主油泵径向推力联合轴承径向瓦和推力瓦非工作面均没有发现磨损痕迹，测量径向瓦两侧及顶部间隙并与更换时的检修记录相对照，间隙变化值均很小（0.05mm以内）。所有更换的径向推力联合轴承均为工作面推力瓦块严重磨损，致使主油泵推力间隙超过0.14-0.18mm的标准值，最严重的一套轴承工作面推力瓦块磨损量达到1.07mm。

因为每次停机检修时均打开前箱盖用百分表对主油泵轴承推力间隙进行值进行测量检查，并检查齿型联轴器内外齿的磨损情况。当发现主油泵轴承推力间隙超过0.18mm时，就及时对主油泵径向推力联合轴承进行更换。由于对主油泵径向推力联合轴承推力间隙检查并更换及时没有造成机组停运事故的发生。但这样做会造成生产成本的增加及工作量增大，也没有从根本上解决主油泵轴承工作面推力瓦块磨损的问题，机组存在很大的安全隐患，威胁到整台汽轮发电机组的安全稳定运行。

3 主油泵径向推力联合轴承工作面推力瓦磨损的原因分析

通过对更换下来的旧径向推力联合轴承工作面推力瓦块各处尺寸的详细测量分析，并查阅2000年以来机组检修记录，发现所有径向推力联合轴承工作面推力瓦油楔都是按占扇形推力瓦块面积的2/3、扇形推力瓦油楔深为1.0mm来刮研的。而生产厂商技术要求中明确规定主油泵径向推力瓦联合轴承推力瓦油楔尺寸应按占扇形推力瓦块面积的1/3～1/2；扇形推力瓦油楔深为0.50mm。经过分析，确定造成主油泵径向推力联合轴承使用寿命短的主要原因是由于推力瓦块油楔面积及油楔深度不合理，远远超过标准值。

主油泵推力瓦沿旋转方向有一定的楔形面即油楔，如果主油泵推力瓦油楔结构不合理，在机组启动瞬间就会对推力瓦油膜的形成速度产生一定的影响。若油的循环动力不足，还可能在推力瓦的出油边形成滞留区和涡流区，使推力瓦温度升高乌金融化。所以推力瓦油楔形状、油楔深度达不到技术要求，会造成推力盘和推力轴承的油膜不易建立和油膜破裂，使推力瓦乌金与推力盘直接接触，造成工作面推力瓦块乌金的磨损，使主油泵径向推力联合轴承推力间隙超过标准值，严重情况下有可能造成推力瓦严重烧损，乌金脱落。

4 主油泵径向推力联合轴承工作面推力瓦技术改进措施

针对以往主油泵径向推力联合轴承推力瓦块修刮过程中的技术误区，采取有效的技术措施。首先将新轴瓦防护油脂清洗干净，用着色法对轴瓦合金进行全面的检查，应无裂纹、脱胎、密集气孔等缺陷，复核径向推力联合轴承的各部尺寸，并且确保推力间隙和径向间隙留有0.10mm研刮余量。用手工研刮推力瓦工作面和非工作面的进油边，使其面积约占推力瓦块总承力面的1/3～1/2之间。为了有力于形成启动油膜，推力瓦工作面和非工作面边缘应修研成半径约为1mm圆角。并且推力瓦最外缘应有2.0mm的阻油边，这样才能保证推力瓦与推力盘之间形成良好稳定的油膜。进油边修出深0.5mm的油楔，在两个推力瓦块之间开出宽1.5mm，深1.0mm的溢油口，同时要求主油泵径向推力联合轴承总推力间隙保证在0.14mm左右，同时要求推力瓦块接触均匀，接触面积达到75﹪以上，各瓦块厚度偏差小于0.02mm。

5 结论

通过对该机组几次停机检修对主油泵推力间检查隙测量结果发现，技术改进后的主油泵轴瓦推力间隙仍为0.14mm。也就是说主油泵轴瓦推力面运行状态良好，油膜稳定，即使在机组启动瞬间也不存在油膜状态不良，致使轴瓦工作面推力瓦块面磨损的现象。由此可得出结论，通过对主油泵径向推力联合轴承推力瓦进行修刮技术改进，并严格按着生产厂商技术要求对轴瓦推力面进行修刮检修，可延长主油泵径向推力联合轴承的使用寿命，不仅大大节约了生产设备投入成本，同时也保证润滑油系统及密封油系统的工作可靠性，确保了热电厂汽轮发电机组的安全稳定运行，由此带来的经济效益和安全效益都是无法用简单的经济利益来计算的。

参考文献：

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