鲁治国

摘 要：汽轮发电机组润滑油系统为汽轮机和发电机的轴承、联轴器及盘车系统提供润滑、冷却用油，汽轮机主轴驱动主油泵润滑油系统是最为常见的系统，泵由汽轮机前端转子带动其工作，具有较高的可靠性。目前汽轮机的主油泵均采用双吸式离心泵结构形式，主要由转子、泵壳、轴瓦和油封环四大部分组成。该文针对姚电公司#1机组主油泵经常出现副推力瓦磨损现象，根据油泵轴向受力情况，从油泵设计、安装、运行、维护等方面进行分析解剖，对造成主油泵副推力瓦磨损的原因逐一进行分析，并提出主油泵检查要点及解决处理措施。

关键词：汽轮机 主油泵 副推力瓦 磨损 措施

中图分类号：TK263 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）06（a）-0081-01

1 汽轮机主油泵简介及副推力瓦磨损原因分析

1.1 主油泵情况介绍

主油泵是汽轮机机组润滑油系统的关键设备之一，转子前轴承采用推力支持联合轴承，后轴承采用支持轴承，主油泵安装于前轴承箱内，由汽轮机主轴通过齿形联轴器直接驱动。

近年来，该公司#1机组出现多次不同程度的主油泵副推力瓦和推力盘磨损，而轴承的支持瓦瓦面完好无损的现象，通过更换油泵转子及推力支持联合轴承来并未解决此问题。对此，分析解决汽轮机主油泵副推力瓦易磨损的问题势在必行。

1.2 造成主油泵副推力瓦磨损的原因分析

1.2.1 主油泵与汽轮机转子对中偏离设计值

主油泵与汽轮机转子的中心必须符合要求：主油泵转子相对汽轮机转子抬高0.25～0.30 mm，左移0～0.05 mm，与汽轮机转子前端的危急遮断器端部轴向间隙为4～6 mm。安装时，若偏离设计要求值，机组运行中易造成齿形联轴器的内外齿啮合不良，引起齿面磨损，内外齿之间滑移受阻，汽轮机转子的正负胀差变化，会将汽轮机转子上的位移值传递到主油泵转子上，从而造成主油泵正、副推力瓦的损坏。

1.2.2 齿形联轴器润滑条件不良

经多年运行情况证明，由于齿形联轴器润滑供油不足多次出现齿形联轴器齿面磨损现象。对此，将主油泵出口蜗壳的泄气孔上一管路的润滑供油改为从润滑油母管供油有效地改善了齿形联轴器的润滑条件，大大延长了齿形联轴器的寿命。当齿形联轴器润滑不良时，容易使齿形联轴器齿面产生磨损，从而引起主油泵副推力瓦磨坏。

1.2.3 推力瓦与推力盘的接触不良

主油泵的推力盘平面度应符合设计要求，无凸凹不平现象，以保证推力瓦与推力盘之间形成良好的油膜，不致于磨损推力瓦与推力盘。若推力瓦与推力盘之间的接触偏离设计要求，极易造成瓦面磨损。

1.2.4 主油泵叶轮在泵壳内安装的轴向间隙值不均

主油泵正常工作时，叶轮两侧腔室内部均匀充满透平油，根据流体力学原理，腔室内各点压力均不相同。叶轮旋转时，当叶轮两侧的间隙值偏离设计范围时，造成叶轮两侧的压力分布变化不对称，当叶轮上的负向推力使主油泵的副推力瓦比压超过设计比压时，引起副推力瓦磨损。

1.2.5挡油环径向间隙超差

主油泵为双吸式离心泵结构，当两端油封结构要素完全一样时，其轴向力完全相平衡而抵消，在实际运用中，当一侧密封环严重磨损时，油泵的另一侧油封环处泄油增大，叶轮前后作用压力改变，造成轴向推力过大，也可能出现副推力的情况，从而引起推力瓦磨损。

2 #1机组主油泵副推力瓦磨损检查及解决途径

2.1 概况

我公司#1号汽轮机型号为N300-165/535/535早期机组，1980年投产，四缸、四排汽、单轴布置的冲动、凝汽式机组。主油泵为后弯离心泵，叶片用后弯式，叶轮为双面进油，主油泵短轴与高压缸主轴之间采用齿形联轴器。

2.2 #1机组主油泵副推力瓦磨损原因的过程分析

2.2.1 主油泵推力瓦非工作面磨损原因

主油泵发生磨损的原因并不是轴向推力及轴瓦本身所造成，而是在主油泵的齿形联轴器上。

#1汽轮机于2005年5月进行通流部分改造，在该机组大修后，每次大小修均发现主油泵副推力瓦磨损现象，因此，要解决主油泵副推力瓦磨损，一定要先分析副推力瓦磨损是发生在启动或加负荷过程，还是在停机或减负荷过程，以分析汽轮机中心是否满足要求。

A：如果发生在停机或减负荷过程，可能是主油泵转子相对汽轮机转子中心相对偏高了。

B：如果发生在启动或加负荷过程，可能是主油泵转子相对汽轮机转子相对偏低。

C：如果发生在机组启停或调峰有些异常变化时，可能为齿套联轴器卡涩。

2.2.2 齿式联轴器的传动

联轴器是内外齿传递元件，其接触应力是薄弱的，在正常的条件下，可通过保证润滑、避免偏载的方法使得接触应力值小于许用应力值，以提高轴联器可靠性。

提高此联轴器使用寿命问题，必须采取如下方法：（1）改善润滑条件。（2）主油泵转子相对汽轮机转子中心合适。（3）对内外齿材料进行调整。（4）汽轮机膨胀良好。

由上述的分析即可确定#1机主油泵副推力瓦磨损的原因是因主油泵齿套联轴器卡涩，主油泵与高压转子中心交变，将机组膨胀不畅的后果传递到了主油泵处，汽轮机转子在变工况运行时可能产生随机窜动，经直齿形联轴器时因摩擦而影响泵体，导致在机组调峰时主油泵推力瓦非工作面磨损频繁发生。

2.3 解决途径

（1）在#1、2号轴承座周围的回油槽上敷设保护盖，防止保温材料等杂物进入，利用停机机会用压缩空气对滑动面进行清扫，以免影响轴承座的自由滑动。

（2）主油泵推力盘与推力支持轴承副推力面的接触，应达到75%以上，并保证一定的油楔和密封环带。

（3）若挡油环已磨损而间隙偏大，应更换挡油环，并保证前后挡油环径向间隙大小相等。

（4）齿形联轴器有磨损时，在调研的基础上，应更换新型的齿形联轴器，保证主油泵齿套联轴器不卡涩，并检查齿形联轴器外接润滑油管是否符合要求。

（5）主油泵与汽轮机转子找中心应符合要求值。在充分论证的基础上对其进行调整。

（6）若叶轮出口与泵壳之间轴向间隙是否对称，若不对称应进行调整，使主油泵叶轮出口左右轴向间隙差值≤±1 mm。

（7）可通过调整主油泵前油封环的径向间隙，改变叶轮密封环的密封截面位置，使其叶轮前后作用力发生变化，以增加主油泵的正向推力。

3 结语

由上述分析可见，汽轮机主油泵副推力瓦磨损，主要是由于主油泵叶轮轴向偏置，齿形联轴器失效及轴系对中不良，机组膨胀不好造成的，通过对轴系中心的调整、主油泵的结构调整、齿形联轴器润滑条件的改善，主油泵副推力瓦磨损的问题是完全可以消除的。

参考文献

[1] 杜琳.PDP涂覆机拱架结构设计与分析[D].西安：西安电子科技大学，2011.

[2] 胡凯.新型摩擦偶合器设计与有限元分析[D].青岛：山东科技大学，2011.

[3] 刘伟平.机械结构对称破缺的概念、作用及其应用[D].杭州：浙江大学，2012.endprint