炼油大型机组轴瓦的修复与新技术探究_刘春庆.pdf

设备管理与维修2023 5（下）0引言烟气轮机是近年来炼油厂推广使用的一种工业节能装置，其作用是利用催化再生器使高温烟气的热能和压力做功，在旋转机械的作用下转化成电能，以供炼油厂的设备运行使用。在大型烟气轮机组运行中，轴承部分受力较为集中，时间一长轴瓦部分出现不同程度磨损。如果磨损严重，无法形成最佳油膜，会因为摩擦升温导致机组发生停机事故。因此，炼油厂的设备管理部门要及时修复受损轴瓦，同时积极引进新技术、新设备，在不断的升级换代中提高生产效率，为企业创造更多的经济效益。1炼油厂大型机组轴瓦的修复方法1.1可倾瓦块径向滑动轴承的修复可倾瓦块径向滑动轴承由多个碳钢制成的可倾瓦块组成，这些瓦块沿着轴径等距离布置，瓦块背面为弧状。每一个瓦块相当于一个支点，并且可以在瓦体内自由摆动。瓦块与壳体之间有一定的间隙，在瓦块高速转动时，会在间隙中形成最佳油膜，起到润滑作用。可倾瓦块径向滑动轴承的结构如图 1 所示。其中 b 为瓦块进油管的直径，x 为调整垫片的厚度，y 为垫块的厚度。可倾瓦轴承在使用过程中，瓦块容易磨损，因为瓦块表面出现不规则的磨痕，导致转动过程中无法形成最佳油膜，磨损加剧，轴承升温，最终引起机组停机。瓦块修复措施为：制作专用胎具。参考可倾瓦轴承的说明书，了解尺寸参数后制作专用胎具；固定瓦块。确定需要补焊的瓦块，使用 5个 M5 螺丝将瓦块固定在胎具的内孔上，拧紧胎具外侧的联接轴，压紧瓦块；车削瓦块内孔。瓦间隙取轴径的 0.15%，修复期间要随时测量瓦块内径，确保瓦块厚度能够满足要求的间隙值；最后修磨瓦块的圆角。完成修复后，再使用抬轴打表法或者压铅丝法测量可倾瓦轴承的间隙，保证修复后的轴承可以满足正常使用要求。1.2金斯伯雷式止推轴瓦的修复方法止推轴瓦有多种类型，以比较常用的金斯伯雷式止推轴瓦为例，分析其修复方法。金斯伯雷式止推轴瓦为 3 层结构，主要由止推盘、止推瓦块、基环组成，其中止推瓦快又可分为推力瓦块、上摇块、下摇块，金斯伯雷式止推轴瓦的结构如图 2 所示。止推瓦轴的止推瓦块容易发生磨损，其修复方法为：制作专用平盘，用于固定待修复的瓦块，平盘厚度为 15 mm；在瓦块背面使用钻机钻出 2 个 M6 螺孔，将轴瓦沿着圆周固定到平盘的相应位置上。使用 2 个 M6 螺丝固定瓦块后，将平盘平面找平。要求最大误差不得超过 0.05 mm，保证车削完毕后瓦块厚度能够符合要求；车削瓦块平面。根据瓦块的厚度要求，进行瓦块平面的车削处理。期间注意测量止推间隙值，直到达到要求。2大型机组轴瓦的新技术研究2.1四油楔轴瓦的特点及安装要求滑动轴承在高速转动过程中，如果轴瓦与转轴之间润滑不良，会因为摩擦产生高温，导致轴承烧瓦。四油楔轴瓦由 4 个固定式瓦块组成，瓦块与瓦块之间、瓦块与轴颈之间均存在间隙，在转动时会形成压力油膜，不仅起到润滑作用，而且还能避免接摘要：首先概述可倾瓦块径向滑动轴承和金斯伯雷式止推轴瓦的结构组成以及受损轴瓦的修复方法。介绍四油楔轴瓦的功能特点和安装要求以及相比于一般止推轴瓦在提高刮研精度、简化刮研流程等方面的优势。总结四油楔轴瓦标准样轴的半径计算方法以及使用标准样轴刮研轴瓦的方法。实践表明，该项技术能显著提高炼油厂烟气轮机的运行稳定性，具有推广应用价值。关键词：可倾瓦轴承；止推轴瓦；四油楔轴瓦中图分类号：TE964；TH133.31文献标识码：BDOI：10.16621/ki.issn1001-0599.2023.05D.25炼油大型机组轴瓦的修复与新技术探究刘春庆（中国石油大庆炼化公司检维修中心，黑龙江大庆163411）图 1可倾瓦块径向轴承的结构图 2金斯伯雷式止推轴瓦的结构56设备管理与维修2023 5（下）触摩擦发生烧瓦现象。某炼油厂大型烟气轮机中使用四油楔轴瓦，其参数要求见表 1。2.2四油楔轴瓦刮研一般方法选择红丹、铅粉等显示剂，使用毛刷将其涂在轴颈的表面，形成均匀的薄层。然后将轴瓦转动 5圈，在轴瓦的凸起部分会有涂料显示出来。将轴瓦取出后，观察轴瓦表面染色点的具体分布。如果轴瓦中心 60夹角内，染色点以（35）点/cm2的密度均匀分布，则说明轴瓦刮研满足要求；反之则不满足要求，需要重新刮瓦。刮瓦时，首先选择三角刮刀将轴瓦表面的大点、密点刮除，完成粗刮后替换成小刀，进行精刮。精刮完成后重复上述检测方式，直到满足要求。这种刮研方式的优点在于成本较低，适用范围较广，但是缺点也比较明显，例如刮研过程中对操作技术有较高要求，需要多次刮研，费时费力，并且刮研精度不高。2.3四油楔轴瓦刮研新技术针对一般刮研方法存在的缺陷，提出了一种适用于四油楔轴瓦的刮研新技术。其原理是利用精密测量仪器测得四油楔轴瓦的轴径、轴瓦间隙等基本参数，然后设计、制作专用的标准样轴。使用样轴刮研及修复轴瓦，不仅省时省力，而且精度更高，保证了烟机的稳定运行。该技术的关键点在于确定样轴半径。其中，瓦间隙半径 r 和瓦口半径 R 的计算公式分别为：r=轴颈/2+1（1）R=轴颈/2+2（2）其中，1和 2表示半径间隙、瓦口间隙。在得到 r 值和 R值，以及相邻两瓦块空挡半值 t 的基础上，可分别计算出大样轴半径 R1和小样轴半径 R2。基于瓦块内侧均匀过渡原则，设计样轴尺寸如图 3 所示。在OHP 中，存在 r2+r2+2r2cos=t2，转化后可得：=arcos （2r2-t2）/2r2（3）在OGC 中，设 OC=m1，可得：m1=rcos 2（90-2）/3+（4）在AEF 中，设 OA=n，可得：R12-R2=（t+n）2（5）在AGC 和OGC 中，存在以下关系：R12-（m1+n）2=r2-m12（6）将式（5）和式（6）相减后，可得：n=（R2-r2+t2）/（2m1-2t）（7）再将式（7）中求得的 n，带入到式（5）中，推导出 R1计算式：R1=t+（R2-r2+t2）2m1-2t2+R21/2（8）至此可以得出样轴的大样轴半径 R1。按照同样的方法，可计算得出小样轴半径 R2。其中，180 mm 轴瓦的大样轴尺寸为181 mm，上偏差为+0.25 mm，下偏差为+0.21 mm；小样轴尺寸为174 mm，上偏差为+0.35 mm，下偏差为+0.33 mm。130 mm 轴瓦的大样轴尺寸为 131 mm，上偏差为+0.11 mm，下偏差为+0.17 mm；小样轴尺寸为 125 mm，上偏差为+0.08 mm，下偏差为+0.11 mm。2.4使用标准样轴刮研轴瓦的方法刮研前要做好轴瓦的简单清理和外观检查。使用干净毛刷清扫轴瓦表面，将灰尘清理完毕。如果有油污，使用纱布擦拭干净，然后观察轴瓦表面是否存在裂纹、凸点、砂眼等清理。在确定无上述问题后，另取一干净毛刷蘸取红丹油，均匀地涂刷在轴瓦表面，然后使轴瓦转动 1800。观察染色的部位，如果染色触点较多，使用三角刮刀；如果染色触点较少，使用砂纸。每刮一次，要用金相砂纸沾上机油轻轻摩擦瓦面。当接触面积达到 30%左右时，完成粗刮，接着开始精刮。每刮 3 次，要使用刮刀取少量研磨膏涂在轴瓦上，研磨几次，保证研磨膏覆盖接触面的 3/4 左右，然后继续刮瓦。重复上述操作步骤，直到精度满足要求。清理残余的研磨膏，将轴瓦安装到轴上，使用精密仪器测量轴瓦间隙，并对比两侧的间隙是否一致。如果误差超过 100 m，则需要继续处理，直到两侧对称。使用不锈钢帮在轴瓦表面刮出油槽，清理槽口毛刺，涂上润滑油后结束轴瓦刮研工作。3结束语轴瓦磨损是大型机组运行中常见的一类故障，针对不同类型的轴承，采取科学的轴瓦修复方法，可以保证轴承稳定运行并预防机组大修事故。使用四油楔轴瓦刮研新技术可以制作出非常标准的轴瓦，炼油厂更换新的轴瓦后，轴承部位可获得良好的缓冲作用和振动阻尼，避免油膜振荡引起的轴瓦振动问题，因此机组运行更加平稳，对降低大型机组故障率有积极帮助。参考文献1许云伟，肖仲谊，马杨勇.在役机组气缸轴瓦渗透检测工艺的优化 J.无损检测，2020（10）：3-5.2李永利，官江波，谢金土，等.国产超临界 600 MW 机组轴瓦振动大缺陷治理 J.电力安全技术，2018（1）：47-48.3侯怀宇，王喆.炼化机组轴瓦补焊作业未熔合缺陷的探究 J.石油技师，2020（1）：4-5.4王兵，尹晓东.大型水泵轴瓦摩擦失效原因分析与技术改造 J.水利建设与管理，2020，40（8）：4.编辑毕来金参数名称技术要求接触角/100120接触面积/%瓦面接触斑点的分布面积60接触点数/（点/cm2）35半径间隙/mm轴径0.15%瓦口间隙/mm轴径0.15%表 1四油楔轴瓦的基本参数图 3样轴尺寸57