何冬輝　葉振起　趙奕州

（遼寧東科電力有（yǒu）限公司，遼（liáo）寧沈陽　110006；國網（wǎng）遼寧省電力有限公司電力科學（xué）研究院，遼寧沈陽　110006）

摘　要：汽輪發電機組聯軸器鼓風擋板的（de）作用是（shì）防（fáng）止聯軸器聯（lián）接螺栓在轉子高速運轉時產生鼓風甩油。基於聯軸器及其（qí）鼓風（fēng）擋板（bǎn）的結（jié）構和工（gōng）作原理（lǐ），結合某汽輪發電機組（zǔ）鼓（gǔ）風擋板聯接螺栓斷裂、扭曲變形（xíng）等（děng）現象，剖析其產生的原因，並（bìng）提出聯軸器鼓風擋板在安裝（zhuāng）過程中應（yīng）注意事項（xiàng）及鼓風擋板設計製造的改進措施。

汽輪發電機組盤車（chē）齒輪與發電機聯軸（zhóu）器聯接螺栓在高速運轉時產生鼓風（fēng）效應，使（shǐ）得聯軸器內靠近齒（chǐ）輪箱側氣壓遠高於發電機（jī）側，導致在聯軸器護罩內產生從齒輪箱側流向發電機（jī）側的氣（qì）流，這個（gè）高速竄動氣流如同在齒輪（lún）箱軸承油擋處安裝了1個氣流噴嘴，把大量的潤滑油從齒輪箱軸承處（chù）吸出來，再順著氣流（liú）方向甩出去。因此，為防止聯軸器螺（luó）栓鼓風效（xiào）應，在聯軸器螺栓端麵設有螺（luó）栓防鼓風擋板(聯軸器蓋（gài）板)，但由於製造、材質、安裝等方麵原因，經常發生鼓（gǔ）風擋板脫落事故[1]。

1　機組設備概況

汽輪機是哈爾濱汽輪機廠有限責（zé）任公司製造的N300-16.7/537/537型亞臨界、一次（cì）中間再熱、單（dān）軸、雙缸雙排汽、冷凝式汽輪機。高中壓轉子（zǐ）與（yǔ）低壓轉子的連（lián）接以及低壓轉子與發（fā）電機轉子的連（lián）接均為剛性連接。剛性聯軸（zhóu）器結構簡（jiǎn）單，工作可靠（kào），可以傳遞很（hěn）大的扭（niǔ）矩。聯軸器、中間墊片或盤車齒輪各端麵均有凹凸配合，起著定中心的（de）作用。為減小高速轉動（dòng）時的鼓風（fēng）損失，聯軸器各（gè）聯（lián）接螺栓都埋在深坑（kēng）中（zhōng），並裝有鼓風擋板。鼓風擋板由上、下（xià）兩（liǎng）半組成，其設計厚度為5 mm，由12個（gè）10 mm×25 mm的（de）螺栓固定在聯軸器螺栓上，安裝要求鼓（gǔ）風擋板外邊凸出聯軸器端麵不大於0.30 mm[2]。每個鼓風擋板螺栓裝配特製止動墊片，使墊片上彎（wān）成直角的（de）凸起正好嵌在事先鑽好的孔中，當螺釘被擰緊，將墊片的兩處（chù）彎成翅狀與螺釘（dìng）頭兩平麵相貼合，以防止螺釘鬆開，由此形成（chéng）一個光滑平麵避免鼓風（fēng）。低壓轉子與發電機轉子的（de）聯（lián）軸器結構如圖1所示。

圖1 低壓（yā）轉子與（yǔ）發電（diàn）機轉子的（de）聯軸器結構（gòu）

2　過程及（jí）現（xiàn）象

機組首次啟動由於推力瓦溫度高停機（jī），檢修盤車期間，用聽針傾聽發現4、5瓦軸承箱有異音，待缸溫下降後，揭開（kāi）軸（zhóu）承座進行檢查，發現如下現象。

a.聯軸器鼓風擋板緊固六角螺栓（shuān）有3個已經（jīng）斷裂，其斷裂的螺栓頭（tóu）落在盤車對輪護罩裏，其餘9個螺栓已扭曲變形。

b.盤車對輪（lún）護罩多（duō）處被斷（duàn）裂的螺栓頭高速飛出擊出深坑如圖2所示。

c.鼓風擋板的螺栓孔與螺栓有（yǒu）錯位現象，其螺（luó）栓孔（kǒng）有向旋轉方（fāng）向擴（kuò）大趨勢，且（qiě）鼓風擋板右側輕微變（biàn）形。

d.12個鼓風擋板螺栓止動墊片全部斷裂。

圖2 聯軸器護罩深坑

3　原因分析

從螺栓斷裂（liè）、扭曲變形和鼓風擋板螺栓孔錯位（wèi）等現象可以初步推斷，轉子高速旋轉時，鼓風擋板由於離心力的作用（yòng）發生了移動錯位，從而導致鼓風擋板（bǎn）的緊固螺栓剪斷、扭曲變形（xíng）等現象。經（jīng）研究分析，其可能原因（yīn）如下。

a.螺栓材（cái）質不合（hé）格。廠（chǎng）家（jiā）給出的出廠（chǎng）硬度檢測結果在300 HB左右，符合強度要求，但由於現場無法對材質進行光譜和硬（yìng）度分析，尚不能確定是否為該原因。

b.擋板安裝端（duān）麵不符合規定。圖紙規（guī）定，要求鼓風擋板外邊凸出（chū）聯軸器端麵不大於0.30 mm。如果鼓風擋（dǎng）板凸出聯軸器端，在轉子高速旋轉時，由於鼓風氣流作用使聯接螺栓額外受力，導致螺（luó）栓超出極限強度而斷裂、扭曲變形[3]。

c.聯軸器螺栓端麵不在同一平麵上[4]。當個別聯軸器螺栓突出螺母端麵時，鼓風（fēng）擋板與螺栓端麵沒有（yǒu）完全貼合，鼓風擋板可能發生（shēng）傾斜，導致鼓風擋板聯接（jiē）螺栓受力不均，局部受力大的螺栓容易斷（duàn）裂。

d.擋板安裝間隙不（bú）符合規定。現場測量發現，鼓風擋（dǎng）板外圓與對（duì）輪內徑的間隙在1.0 mm左右，上、下鼓風擋（dǎng）板中分麵內徑間（jiān）隙約13.0 mm，外徑間隙約15.0 mm。但廠家圖紙並沒有對這（zhè）2個間隙（xì）做任何安（ān）裝要求。如（rú）果擋板與聯軸器內徑及上、下擋板中分（fèn）麵間隙（xì）過大，將（jiāng）導致空氣（qì）和潤滑油在轉（zhuǎn）子高速旋轉時（shí）吸入（rù），致（zhì）使擋板聯接螺栓在額（é）外剪切力的作用下斷裂或扭曲變形。

4　改（gǎi）進措施

a.對聯軸器螺栓進（jìn）行打磨加工，重新（xīn）調整聯接螺栓的安裝位置，使所有聯軸器螺栓端麵在同（tóng）一平麵並低（dī）於螺母（mǔ）端麵1.0～1.5 mm，?上（shàng）、下擋板安裝處於（yú）同一平（píng）麵，平（píng）麵度不超（chāo）過0.02 mm。

b.盡（jìn）可能調整使鼓風擋板外圓與對輪內徑間隙均衡，確保擋板螺栓孔和12個緊固（gù）螺（luó）栓（shuān）孔（kǒng）徑同心，如存在偏心現（xiàn）象，則（zé）重新修磨（mó）擋板螺栓（shuān）孔。

c.修磨鼓風擋板外（wài）徑，使鼓風擋板外圓（yuán）與對輪內徑間隙小於0.5 mm，安裝時盡量使擋板外緣緊（jǐn）貼對輪內徑（jìng）。

d.調（diào）整上、下鼓風（fēng）擋板中（zhōng）分（fèn）麵間隙為（wéi）0～1.0 mm，對不符合要求處進行點焊修磨。

e.盡量使鼓（gǔ）風擋板平麵凹於聯軸器端麵，不允（yǔn）許有凸出部分，防止額外受力脫落[5]。

鼓風擋板裝配如圖3所示，按照安裝要求，將鼓風擋板重新安裝調整，經機組多次啟停後，檢查擋板螺栓（shuān）沒有鬆動扭曲跡象，保證機組安全可靠運行。

圖（tú）3 鼓風擋板裝配示意圖

5　結論

a.由於及早發現鼓風擋板螺栓斷裂，並未導致鼓風擋（dǎng）板（bǎn）脫落，消除了機組存在的重大安全隱患。

b.鼓風（fēng）擋板作為汽輪機本體的一個小（xiǎo）部件，其加工精度不夠、螺（luó）栓材質強度不合格及安裝工藝不（bú）當等都有可能導致鼓風擋板在轉子（zǐ）高速轉動（dòng）時，造成局（jú）部擋板聯結螺栓受力過（guò）大或不均，長時間疲勞損傷螺栓斷裂、剪切變形，Z終導致鼓風擋板（bǎn）脫落，損壞（huài）軸承箱內設備或引起轉子不平衡。

c.建議製造廠（chǎng）提高鼓風（fēng）擋板設計和製造精度，並對擋板安裝提出更具體明確的要（yào）求，才能消除該問題（tí）在同類（lèi）型機組上再次發生。

參考文獻：

[1] 王家勝，趙 傑（jié），甘 飛，等. 某（mǒu）超臨（lín）界600 MW機組汽輪機振動異常原因分析及處理[J]. 熱力發電（diàn）, 2015,44(10): 116-118.

[2] 劉中（zhōng）華. 聯軸器防鼓風擋板在安裝（zhuāng）中（zhōng）應注意的問題[J]. 華電技術, 2010,32(2): 31-33.

[3] 李宏強, 鄭福民. 遼化熱電（diàn）廠3號機（jī）汽缸螺栓斷裂原因分析[J]. 東北電力技術, 2004, 25(2):24-28.

[4] 吳細（xì）毛, 崔曉輝, 艾明（míng）輝. 發電機定子鐵芯緊（jǐn）固螺栓疲勞可靠性分析[J]. 東北電力技術, 2004, 25(12):10-12.

[5] 劉繼紅, 佟才功. 汽輪機汽缸法蘭螺栓熱裝卸斷裂原因分析[J]. 東北電力技術, 1995，16(4):54-57.

來源：《東北電（diàn）力技術（shù）》2019年10期（qī）