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推力瓦温度异常的分析及原因

2025-12-25

汽轮机推力瓦的单点温度异常,往往是机组受力不均或散热不佳的直接表现。要准确诊断,你需要结合其工作原理,从机械结构、润滑系统和运行状态这三个核心方面入手排查。

推力瓦的工作原理与温度监测

推力轴承的核心任务,是在高速旋转中确定转子的轴向位置,并平衡其受到的巨大轴向推力。它由推力盘和两侧的多块推力瓦组成:

工作瓦:主要承受正常运行时,推动转子向发电机方向的正向轴向推力。

非工作瓦:在甩负荷等工况下,承受转子向机头方向的反向轴向推力。

油膜是保证其正常工作的关键。在理想状态下,润滑油在推力盘与瓦块间形成稳定的楔形油膜,将金属摩擦变为液体摩擦,实现润滑与散热。温度测点就布置在瓦块上,用来实时监测每块瓦的负载和散热状态,因此单点温度异常直接指向了该瓦块或其局部环境的问题。

单点温度异常的主要原因

单点温度异常,本质是“受力”与“散热”平衡被破坏。原因主要来自以下方面:

1. 机械结构问题(导致受力不均)

这是最常见的原因,会造成局部压力激增,油膜变薄,摩擦发热剧增。

瓦块或安装缺陷:如同批次瓦块厚度存在差异,或安装时球面自位机构的紧力调整不当,会导致各瓦块无法均匀分摊推力,个别瓦块“硬扛”大部分载荷。

自位功能失效:推力轴承的球面支撑结构设计用于让瓦块自适应摆动,均匀受力。但如果球面配合处发生卡涩,此功能便失效,导致载荷分布不均,引发局部高温。

支撑结构变形:瓦块背后的支撑结构(如轴承座)若因安装偏差或受力变形,会改变瓦面的角度,影响油膜形成。

2. 润滑与冷却问题(导致散热不良)

润滑系统故障会同时恶化所有瓦块的工作条件,但若油路局部堵塞,则可能首先表现为单点异常。

油质劣化与污染:润滑油中的水分、杂质或油品老化生成的漆膜,会附着在推力盘或瓦块表面。漆膜如同隔热涂层,严重阻碍热量传递,导致温度测点读数异常升高。

油量不足:通往特定瓦块或整个推力轴承的供油不足、油压偏低,会直接导致冷却和润滑效果下降。

3. 运行与负荷变化(导致轴向推力异常)

轴向推力的大小和方向并非一成不变,异常变化会冲击推力轴承。

负荷剧烈波动:特别是在快速降负荷或甩负荷时,蒸汽流动的突变会产生巨大的反向轴向推力,此时非工作瓦将承受瞬时冲击。

通流部分问题:如果级间密封磨损、叶片结垢等,会改变蒸汽在汽轮机内的流动状态,从而产生超出设计值的异常轴向推力。

典型案例与解决思路

以下两个典型案例,清晰地展示了从发现问题到分析解决的完整逻辑。

案例一:N30-8.83型汽轮机推力瓦长期高温

现象:某生物质电厂汽轮机的推力瓦温度长期整体偏高。

分析与处理:检修人员发现两个核心问题并存:一是多个工作瓦块的厚度不一致,二是推力轴承球面座的紧力调整过大。前者导致各瓦块受力“苦乐不均”,后者则限制了球面的自位调整能力。通过更换为厚度一致的瓦块,并重新调整球面紧力至合理范围,问题得以解决。

核心原因:机械安装与部件精度问题共同导致的载荷分布不均。

案例二:1000MW超超临界机组推力轴承温度高

现象:机组运行中,推力轴承温度异常升高。

分析与处理:停机检查发现,1号支持轴承存在安装偏差,导致主轴位置不正,间接影响了推力轴承的对中;同时,2号轴承的供油量不足。前者改变了推力盘的受力姿态,后者削弱了冷却效果。处理措施包括调整1号轴承的安装位置,并检查和疏通2号轴承的供油管路。

核心原因:相邻部件安装问题与润滑系统故障的耦合作用。

系统性排查与解决建议

当遇到推力瓦单点温度异常时,建议按以下顺序排查:

第一步:分析运行数据

检查轴向位移值是否随温度变化而改变。

回顾负荷变化曲线,看温度突变是否与特定的运行操作(如调峰、启停)相关。

对比其他瓦块温度及润滑油温、油压趋势。

第二步:进行针对性检查

首选油液分析:这是一个非解体诊断的好方法。检测润滑油中是否含有大量金属磨粒(预示磨损),或进行傅里叶红外光谱分析判断是否生成漆膜。

停机解体检查:若油液分析指向明确或温度异常严重,则需翻瓦检查。

检查磨损痕迹:高温瓦块表面是否存在偏磨、烧灼或裂纹。

测量瓦块厚度:确认所有瓦块厚度是否在允许公差内。

检查自位机构:手动检查球面支撑或弹性支撑是否活动灵活,有无卡涩。

检查油路:确认供油孔、喷嘴是否 畅通无阻。

第三步:实施修复与预防

修复:根据检查结果,采取更换问题瓦块、修复自位机构、清理油路或更换润滑油等措施。

预防:加强油质监督,防止漆膜生成;在检修时严格控制推力轴承相关的安装和调整工艺,特别是球面紧力和瓦块间隙。

来源:阳泉热电

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