摘要：推力轴承在大型机组运行过程中起到平衡转子轴向推力的作用，汽轮机组均设置有推力轴承超温保护，其推力瓦温元件在监视轴承温度的环节起着至关重要作用。元件的好坏直接影响到机组的稳定运行，本文针对某电厂机组长时间运行过程中推力轴承温度测点变坏点的原因进行了分析，并提出了解决方案。通过研究了防磨、防渗方案的可行性，更换性能优越的防磨耐油温度元件，并对轴承箱出线口进行升级改造，避免了毛细现象导致轴承箱外积油，保证了机组安全稳定运行。
关键词：推力轴承；防磨损；防渗油；测温元件
引言：某电厂汽轮机采用高中压合缸机组，推力轴承位于2、3瓦之间的轴承箱内，轴瓦振动测点，轴向位移测点，推力瓦和支撑瓦温度汇聚其中，空间狭小，测点繁多是其主要特点。一旦轴承箱内某个测点出现故障，波动或渗油，将会给检修带来很大困难。该温度元件厂家在设计推力瓦测温元件的延长线时，未完全考虑到高速旋转的转子使润滑油在推力瓦处产生的浪涌现象，会造成温度延长线不断与推力瓦轴承座之间摩擦，导致温度延长线一点点磨损，最终断裂无法测量。本文以某电厂东汽600MW机组为例，通过在轴承座上焊接螺母和开孔打卡子作固定温度走线，并更换性能优越的防磨耐油元件以及在轴承箱出口处更换改进型穿线装置，有效地避免了推力轴承温度元件频繁磨损及穿线孔槽盒积油现象，消除了火灾隐患，在同类型机组具有借鉴意义。
1 改造前现状分析
某600MW汽轮机推力轴承处有测温元件共计12支，包括推力瓦工作面金属温度4支，推力瓦非工作面金属温度4支，正向推力瓦回油温度1支，反向推力瓦回油温度1支，#2轴承温度2支。汽机本体上圆设有两个引线穿线孔，12支温度线通过穿线孔引出到接线盒。测温元件采用的是某公司生产的PT100热电阻，型号为TTRZ-C01/304-6-25，该测温元件在绝缘外皮和引线芯的末端并未做密封处理。原推力轴承内部温度布线结构简单，引线没有固定点，穿线口处无密封装置。温度元件频繁受润滑油冲刷极易磨损渗漏或断裂，由于测温元件安装在密闭的轴承内，一旦元件损坏，需停机处理，这样推力轴承将失去某一位置上的温度监视。
此次改造汽轮机轴承温度测量元件，存在两个棘手，又亟需解决的问题：首先，推力轴承处，油量大，冲刷剧烈，测温元件工作环境非常恶劣，绑扎不牢靠容易造成元件损坏，直接反应到DCS的CRT上显示坏点，严重者导致机组跳闸。其次是轴承测温元件延长线穿出缸体处的渗油问题，改造前穿线孔处只是采用传统的打胶密封处理，通过胶体固化后软性密封，随着使用时间的增长，密封胶的粘合面会脱落导致润滑油的渗出，因此需要进行严格硬性密封处理，此情况在许多机组都存在。具体总结的问题有如下几种情况：
a 温度元件密封工艺处理不好，油容易渗到探头内部，多股线芯元件的毛细现象顺着芯渗油。
b 温度元件电缆材料的选择不当，机组运行一段时间，电缆护套就会破裂，导致油渗漏。
c 温度元件引出缸体的出线孔，传统方法是采用打胶密封处理，粘合面有老化脱落的可能。同时，检修拆卸元件时也非常困难，密封胶固化难以剥落，有时甚至只能破坏性的拆除元件，无法再次使用，不仅不易检修，也增大了维护成本。
d 原有温度延长线安装过程中未采用针对性的固定方式，极易磨损，同时，会造成布线凌乱，不便于检修。
2 改进方案论证
2.1温度元件换型
经过多方面查证，认为原先选用的热电阻元件不符合当前工况，决定采用更加可靠的端面热电阻，由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体，它的外径一般为φ1~φ8mm。与普通型热电阻相比，端面热电阻有下列优点：
①体积小，内部无空气间隙，热惯性小，测量滞后小。
②机械性能好、耐振，抗冲击。
③能弯曲，便于安装。
④使用寿命长。
端面热电阻可以直接测量各种生产过程中从-200℃至﹢400℃范围内的液体、蒸汽和气体介质及固体表面的温度，其从接线方式可分二线制、三线制、四线制，从材质上和制作工艺上具有可调节性。
热电阻精度计算：A级：±(0.15+0.002|t|)，B级：±(0.30+0.005|t|)， t是指测量温度值，因为温度有正负，所以加绝对值。例①如0℃时，t=0℃,|t|=0℃，A级精度允许测量误差±0.15℃，B级为±0.3℃；例②t=-20℃，|t|=20℃，A级精度允许测量误差±0.19℃，B级为±0.4℃；例③t=20℃,|t|=20℃，A级精度允许测量误差±0.19℃，B级为±0.4℃。在热控实验室对温度元件进行多次校验，取出精度最高的进行安装。
2.2 焊接固定螺母，钻孔打卡子固定温度延长线
汽轮机轴承箱本体内部空间余量充足，且轴承座金属材质符合焊接条件，具有可加装性。温度引线可通过多点固定，即使油冲击也不至于大幅度晃动摩擦延长线，在轴承座上钻孔打卡子作固定，可有效避免延长线晃动，减少甚至避免延长线破损。
2.3轴承箱出线口改造
汽轮机本体温度引线穿出口采用法兰连接，具有可更换性，原法兰孔为单孔模式，温度引线成股穿出。结合现场一些单点温度测量方式，其密封为四氟橡胶压紧方式，不存在渗漏情况。可以将此处法兰盘出线方式进行改进，设计成每一支温度单独穿出一个孔，然后再用四氟橡胶卡箍螺帽压紧密封，保证牢固可靠润滑油不渗漏
3改进方案实施
针对上述问题论证，对温度元件的安装、走线、引出口密封等问题一一实施改造。
首先，将原温度元件更换成深圳某仪表有限公司生产的PT100端面热电阻，型号为TTRZ-C01/304-6-25/PA32M01/SY，双支结构，精度等级为A级，测量范围0~200℃，新温度元件在绝缘外皮和引线芯子末端进行过有效的密封处理，即使温度元件外皮破损，润滑油也不会顺着芯子渗出到接线盒内，安装时温度元件在实验室通过A级检验合格。利用B级检修机会，将原有温度元件拆下并记录测点编号，插入深度，新元件安装时参照原始数据进行安装，确保所测数据与检修前一致。
其次，在推力瓦上部瓦枕侧面温度走线部位用氩弧焊焊接3个螺帽，用以固定温度元件走线，且在走线时必须绷直并使用白布条进行捆绑固定，同时，在安装引线上再套入黄腊管进行二次防护，之后穿过新增加的固定螺母后，用白布条在固定点处进行捆扎固定，空间狭小的地方通过在瓦枕上钻孔攻丝用螺丝固定卡子来稳固温度元件，减小温度元件被磨损的概率。下图为改进前后的图片对比，改造后大大降低了润滑油冲刷时晃动温度元件的可能。
改造前 改造后
最后，在轴承箱穿线口处，使用新温度元件厂家配套生产的DHMF系列温度引线密封法兰盘，该法兰盘与缸体通过螺纹加四氟垫固定与密封，法兰盘上开有12个穿线孔，12支推力瓦和回油温度逐支穿出，各支温度穿过四氟橡胶密封卡箍后，用螺帽紧固压紧密封。即便温度元件在轴承箱内部或外部磨损，卡箍的良好密封性盒温度元件终端的特殊处理也能保证润滑油不会渗出，从根本上解决元件渗油问题。下图为穿线孔改造前后对比，改造后的穿线孔单股出线，避免了传统的蓝胶密封在拆除温度元件时损坏的情况，不仅可以减轻维护工作量，也降低了维护成本。
改造前 改造后
4 改进方案检验
该机组于2017年1月份B修完成推力轴承测温元件防磨及防渗油改造项目，在机组启动前，通过润滑油泵启动建立油压，静态观察推力瓦测温元件出线口处是否有渗漏情况，经检查出线口无油污痕迹，温度测量准确无误，无坏点情况发生。机组运行半年后，抽调不同时间段温度的历史趋势，对比故障前后推力轴承温度曲线如下图，改造后的温度元件测量值无波动或阶跃现象，8支瓦块温度测量误差偏差在±1℃范围内，实用效果非常理想。
5结语
综上所述，本次汽轮机推力轴承测温元件防磨及防渗油改造，实用性强，应用效果显著。改造后机组经过一年多时间运行考验，温度测点监测准确可靠，轴承箱出线口处无渗油现象。汽轮机推力瓦轴承温度监测作为参与重要主机保护，温度元件的防护、可靠测量是运行参数监测的重要保障。此次改造贴合生产现场实际情况，为同类型机组在同种问题的处理方式上可提供参考。
参考文献：
［1］马骏、孙敏、安海阳 汽轮机推力轴承故障原因分析与处理《东方汽轮机》2016年 第3期 11-13
［2］薛晓峰、曹兴、耿真、潘嘉韬 800MW汽轮机推力轴承温度超标原因分析及处理 《吉林电力》 , 2004 (3) :24-25
［3］夏雪梅 测温元件的常见故障解析《工业》,2016 (10):00304-00304
论文作者:刘鑫
论文发表刊物:《电力设备》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/11
标签：温度论文; 元件论文; 推力论文; 轴承论文; 测温论文; 机组论文; 汽轮机论文; 《电力设备》2018年第3期论文;