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摘要:轴承是支撑转子的部件,它不仅支撑转子的全部重量,而且还承受转子在运转中所产生的各种作用力。轴承的质量包括设计、制造、安装、检修都直接关系到整个汽轮机的工作性能、安全运行及使用寿命。以某燃机电厂的M701F4型和9FA型燃机的汽轮机高中压转子可倾瓦式滑动轴承为例,对可倾瓦式滑动轴承的结构与检修差异进行浅析。
关键词:可倾瓦式滑动轴承 轴承 检修 结构
0. 引言
可倾瓦式滑动轴承是燃气轮机机组支撑轴承中重要的一种,由于其具有承载能力强,稳定性高及检修方便等特点,使其得到越来越广泛的使用。某燃机电厂的MS-9001FA型和M701F4型燃机的汽轮机高中压转子均采用可倾瓦式轴承支撑,下面就两种不同机型的可倾瓦式轴承的结构与检修差异进行浅析。
1.简介
1.1 某燃机电厂为纯燃机电厂,分别装有2套通用公司9FA型燃气轮机(单机容量395MW)和2套三菱公司M701F4型燃气轮机(单机容量475MW),均为单轴布置。9FA燃气轮机配套汽轮机的型号为D1O型,日本三菱公司M701F4燃气轮机配套汽轮机型号为TC2F型。汽轮机的高中压缸转子均采用可倾瓦式轴承,分别为六块可倾瓦式轴承和四块可倾瓦式轴承。
1.2 可倾瓦式滑动轴承的特点
可倾瓦式轴承是由3~6块能在支点上自由倾斜的弧形瓦块组成,瓦块在工作时随着转速或载荷及油温的不同而自由擺动,在轴颈四周形成多油契。每块瓦背弧与轴承座内径为线接触,可以自行调整。所以可倾瓦有良好的稳定性和减振性。 但其结构较为复杂,给制造、安装和检修技术增加了一定的难度。[1]
2.结构的不同
可倾瓦式轴承瓦块的数目选择主要取决于轴承的参数和制造厂家的传统习惯,D1O型汽轮机高中压转子的支撑轴承为六块瓦结构可倾瓦式轴承(图1)[2], TC2F型汽轮机(国产)高中压转子的支撑轴承为四块瓦结构可倾瓦式轴承(图2)[3]。
两者的结构差异:①六块可倾瓦式轴承的瓦壳无垫铁支撑需要安装在瓦枕上,而四块可倾瓦式轴承的瓦壳有调整垫铁支撑,并且为球型垫铁(图2-4),可直接安装在轴承座上;②四块可倾瓦式轴承上半部有瓦块支撑弹簧(图2-6)而六块可倾瓦式轴承无;③四块可倾瓦式轴承的防转销(图2-7)在轴承的中分面位置,六块可倾瓦式轴承的防转销在轴承的轴承壳体的顶部;④四块可倾瓦式轴承的壳体油封(图2-3)为可拆卸式的油封圈,六块可倾瓦式轴承壳体油封为镶嵌式油档齿(图1-7);⑤四块可倾瓦式轴承的油封圈壳体可进行拆卸;⑥轴承组装后,四块可倾瓦式轴承上半部瓦块与轴颈接触,六块可倾瓦式轴承上半部瓦块与轴颈之间存在轴承间隙。
3.检修工艺的不同
3.1轴承间隙测量方法的不同
用深度千分尺测量四块可倾瓦式轴承的间隙。在上半部轴承的球型垫块中间有间隙测量孔(图2-11),,利用测量孔可以测量轴承的间隙。将轴瓦的部件组装好后,紧固中分面螺栓,用工装螺栓通过防跑销(图2-9)孔与瓦块固定,松开工装螺栓,使上部的可倾瓦块落在轴颈上,在测量孔处用深度千分尺测量深度,并记录;然后紧固工装螺栓拉动瓦块,直至瓦块不动,再次在测量孔处用深度千分尺测量深度,并记录;两侧测量的数值差极为轴承的间隙。为减少误差可以进行多次的测量,计算多次测量的平均值将其作为最终的轴承间隙值。
用压铅丝法测量六块可倾瓦式轴承的间隙。在轴颈上半部加入少量透平油,在顶部位置沿轴向放置两根长度等于瓦块弧长的铅丝,铅丝的直径稍大于理论间隙值,扣上上半部轴承,紧固中分面螺栓至无间隙后,拆除上半部轴承,用千分尺测量所压铅丝的厚度,每根铅丝测量三点或多点,去测量点数的平均值极为轴承的间隙。
3.2 轴承紧力测量计算的不同
轴瓦的紧力是指轴承盖对轴瓦的压力,也就是上半部轴瓦垫铁处与轴承盖之间的过盈量,轴承紧力在各个制造厂的装配图上都有明确的说明,紧力过大会使轴承或轴承盖变形,特别是球面轴瓦将影响自由调位,紧力过小将影响振动。需要指出的是,以往球型配合面均采用过盈配合,而现在的有些机组采用过渡量,理由是机组运行中轴瓦温度高于轴承座温度,考虑到热膨胀的偏差量,最终仍能够保证机组在运行中轴承与轴承座之间存在一定过盈配量。轴瓦的紧力测量一般均采用压铅丝的方法测量,但计算方式有所差异。
四块可倾瓦式轴承的紧力计算。 四块可倾瓦式轴承的上半部轴承有两块球型调整垫块,顶部不能放铅丝, 只能放在两侧垫铁上。故轴承的紧力值应为:
这样的轴承结构是三菱公司所采用的形式,轴承直接坐落在轴承座内,而且紧力的配合在设计要求上为过盈量,即为过盈配合。
六块可倾瓦式轴承的紧力计算。本文中的六块可倾瓦式轴承是坐落在瓦枕内,瓦枕与轴承盖不存在过盈配合,因此轴承的紧力是轴瓦与瓦枕的过盈配合。故测量时将铅丝放置在轴承顶部测量,因此轴承的紧力值应为:
GE公司采用的六块可倾瓦式轴承的紧力测量时考虑到机组运行中轴瓦存在热膨胀的偏差量, 在设计上有一定的过渡量,在紧力测量时即可测得紧力也可以测得间隙,但所测的数值都要符合设计要求和标准。
3.3轴承的壳体油封不同
四块可倾瓦式轴承的壳体油封采用油封圈(图2-3)的形式,整圈安装在轴承的两侧,有轴向与径向间隙的要求,是考虑到转子与油封圈碰磨的因素,需要在安装或检修时进行测量和修理,并且装有油封圈的防转销以防止在运行中油封圈转动。这样可以保证轴承壳体内的油量充足。
六块瓦可倾瓦式轴承的壳体油封采用镶嵌齿形(图1-7)的形式,与轴承壳体连为一体,结构简单,此装配的结构无需过多的考虑间隙的要求。在轴承拆过程中较为便捷。
3.4轴承的解体不同
四块可倾瓦式轴承解体时,要将防转销(图2-9)拆下后装入工装螺栓,拉紧瓦块后再吊出轴承的上半部分;装复时要将上半部吊入后,再拆下工装螺栓装入防转销。翻瓦时的工艺相同,这样做时放置吊轴承上半部时放置瓦块掉落。
六块瓦可倾瓦式轴承解体时,可直接拆装轴承,无需考虑瓦块的状况,但在检查中要对防跑销要做金属检测,以确定防跑销的变形磨损状况,并作处理或更换。
4.总结
本文阐述了两种F级燃机(单轴)机型的可倾瓦式轴承在结构、检修中间隙测量方法、轴承紧力测量计算、轴承的壳体油封和轴承解体的差异,在检修中根据不同形式的可倾瓦式轴承进行合理正确的检查和测量,从而保证机组的安全稳定运行。
作者简介
谢宏波,(1972~),男,江苏华电戚墅堰发电有限公司助理工程师,从事燃机与汽机设备检修维护方面的工作
参考文献
[1]郭延秋 大型火电机组检修实用技术丛书 汽轮机分册 北京:中国电力出版社,2003
[2]MS-9001FA型燃气轮机可倾瓦轴承的操作和维护
[3]M701F4燃气轮机运行维护手册
关键词:可倾瓦式滑动轴承 轴承 检修 结构
0. 引言
可倾瓦式滑动轴承是燃气轮机机组支撑轴承中重要的一种,由于其具有承载能力强,稳定性高及检修方便等特点,使其得到越来越广泛的使用。某燃机电厂的MS-9001FA型和M701F4型燃机的汽轮机高中压转子均采用可倾瓦式轴承支撑,下面就两种不同机型的可倾瓦式轴承的结构与检修差异进行浅析。
1.简介
1.1 某燃机电厂为纯燃机电厂,分别装有2套通用公司9FA型燃气轮机(单机容量395MW)和2套三菱公司M701F4型燃气轮机(单机容量475MW),均为单轴布置。9FA燃气轮机配套汽轮机的型号为D1O型,日本三菱公司M701F4燃气轮机配套汽轮机型号为TC2F型。汽轮机的高中压缸转子均采用可倾瓦式轴承,分别为六块可倾瓦式轴承和四块可倾瓦式轴承。
1.2 可倾瓦式滑动轴承的特点
可倾瓦式轴承是由3~6块能在支点上自由倾斜的弧形瓦块组成,瓦块在工作时随着转速或载荷及油温的不同而自由擺动,在轴颈四周形成多油契。每块瓦背弧与轴承座内径为线接触,可以自行调整。所以可倾瓦有良好的稳定性和减振性。 但其结构较为复杂,给制造、安装和检修技术增加了一定的难度。[1]
2.结构的不同
可倾瓦式轴承瓦块的数目选择主要取决于轴承的参数和制造厂家的传统习惯,D1O型汽轮机高中压转子的支撑轴承为六块瓦结构可倾瓦式轴承(图1)[2], TC2F型汽轮机(国产)高中压转子的支撑轴承为四块瓦结构可倾瓦式轴承(图2)[3]。
两者的结构差异:①六块可倾瓦式轴承的瓦壳无垫铁支撑需要安装在瓦枕上,而四块可倾瓦式轴承的瓦壳有调整垫铁支撑,并且为球型垫铁(图2-4),可直接安装在轴承座上;②四块可倾瓦式轴承上半部有瓦块支撑弹簧(图2-6)而六块可倾瓦式轴承无;③四块可倾瓦式轴承的防转销(图2-7)在轴承的中分面位置,六块可倾瓦式轴承的防转销在轴承的轴承壳体的顶部;④四块可倾瓦式轴承的壳体油封(图2-3)为可拆卸式的油封圈,六块可倾瓦式轴承壳体油封为镶嵌式油档齿(图1-7);⑤四块可倾瓦式轴承的油封圈壳体可进行拆卸;⑥轴承组装后,四块可倾瓦式轴承上半部瓦块与轴颈接触,六块可倾瓦式轴承上半部瓦块与轴颈之间存在轴承间隙。
3.检修工艺的不同
3.1轴承间隙测量方法的不同
用深度千分尺测量四块可倾瓦式轴承的间隙。在上半部轴承的球型垫块中间有间隙测量孔(图2-11),,利用测量孔可以测量轴承的间隙。将轴瓦的部件组装好后,紧固中分面螺栓,用工装螺栓通过防跑销(图2-9)孔与瓦块固定,松开工装螺栓,使上部的可倾瓦块落在轴颈上,在测量孔处用深度千分尺测量深度,并记录;然后紧固工装螺栓拉动瓦块,直至瓦块不动,再次在测量孔处用深度千分尺测量深度,并记录;两侧测量的数值差极为轴承的间隙。为减少误差可以进行多次的测量,计算多次测量的平均值将其作为最终的轴承间隙值。
用压铅丝法测量六块可倾瓦式轴承的间隙。在轴颈上半部加入少量透平油,在顶部位置沿轴向放置两根长度等于瓦块弧长的铅丝,铅丝的直径稍大于理论间隙值,扣上上半部轴承,紧固中分面螺栓至无间隙后,拆除上半部轴承,用千分尺测量所压铅丝的厚度,每根铅丝测量三点或多点,去测量点数的平均值极为轴承的间隙。
3.2 轴承紧力测量计算的不同
轴瓦的紧力是指轴承盖对轴瓦的压力,也就是上半部轴瓦垫铁处与轴承盖之间的过盈量,轴承紧力在各个制造厂的装配图上都有明确的说明,紧力过大会使轴承或轴承盖变形,特别是球面轴瓦将影响自由调位,紧力过小将影响振动。需要指出的是,以往球型配合面均采用过盈配合,而现在的有些机组采用过渡量,理由是机组运行中轴瓦温度高于轴承座温度,考虑到热膨胀的偏差量,最终仍能够保证机组在运行中轴承与轴承座之间存在一定过盈配量。轴瓦的紧力测量一般均采用压铅丝的方法测量,但计算方式有所差异。
四块可倾瓦式轴承的紧力计算。 四块可倾瓦式轴承的上半部轴承有两块球型调整垫块,顶部不能放铅丝, 只能放在两侧垫铁上。故轴承的紧力值应为:
这样的轴承结构是三菱公司所采用的形式,轴承直接坐落在轴承座内,而且紧力的配合在设计要求上为过盈量,即为过盈配合。
六块可倾瓦式轴承的紧力计算。本文中的六块可倾瓦式轴承是坐落在瓦枕内,瓦枕与轴承盖不存在过盈配合,因此轴承的紧力是轴瓦与瓦枕的过盈配合。故测量时将铅丝放置在轴承顶部测量,因此轴承的紧力值应为:
GE公司采用的六块可倾瓦式轴承的紧力测量时考虑到机组运行中轴瓦存在热膨胀的偏差量, 在设计上有一定的过渡量,在紧力测量时即可测得紧力也可以测得间隙,但所测的数值都要符合设计要求和标准。
3.3轴承的壳体油封不同
四块可倾瓦式轴承的壳体油封采用油封圈(图2-3)的形式,整圈安装在轴承的两侧,有轴向与径向间隙的要求,是考虑到转子与油封圈碰磨的因素,需要在安装或检修时进行测量和修理,并且装有油封圈的防转销以防止在运行中油封圈转动。这样可以保证轴承壳体内的油量充足。
六块瓦可倾瓦式轴承的壳体油封采用镶嵌齿形(图1-7)的形式,与轴承壳体连为一体,结构简单,此装配的结构无需过多的考虑间隙的要求。在轴承拆过程中较为便捷。
3.4轴承的解体不同
四块可倾瓦式轴承解体时,要将防转销(图2-9)拆下后装入工装螺栓,拉紧瓦块后再吊出轴承的上半部分;装复时要将上半部吊入后,再拆下工装螺栓装入防转销。翻瓦时的工艺相同,这样做时放置吊轴承上半部时放置瓦块掉落。
六块瓦可倾瓦式轴承解体时,可直接拆装轴承,无需考虑瓦块的状况,但在检查中要对防跑销要做金属检测,以确定防跑销的变形磨损状况,并作处理或更换。
4.总结
本文阐述了两种F级燃机(单轴)机型的可倾瓦式轴承在结构、检修中间隙测量方法、轴承紧力测量计算、轴承的壳体油封和轴承解体的差异,在检修中根据不同形式的可倾瓦式轴承进行合理正确的检查和测量,从而保证机组的安全稳定运行。
作者简介
谢宏波,(1972~),男,江苏华电戚墅堰发电有限公司助理工程师,从事燃机与汽机设备检修维护方面的工作
参考文献
[1]郭延秋 大型火电机组检修实用技术丛书 汽轮机分册 北京:中国电力出版社,2003
[2]MS-9001FA型燃气轮机可倾瓦轴承的操作和维护
[3]M701F4燃气轮机运行维护手册