扇形推力瓦轴承油膜间隙及温度影响的研究

汽轮机线支承推力轴承如图1。推力轴承共有10块瓦，每块瓦的参数如下：
张角，线支承的位置为，推力瓦块的外半径为R1=231，内半径为R2=135。运转过程中推力轴承瓦块温度达到1200C，超过报警界线，需要对推力轴承进行改进设计。
我们先建立该推力轴承的控制方程，找出温度升高密切相关的量，然后确定改进办法。

控制方程
按照流体力学原理，建立该瓦块定常工况下、无量纲二维极坐标下方程[5]为
                   

（1）

当不考虑瓦块的热变形和弹性变形时，可推导出线支承无量纲油膜厚度方程为
（2）
点支承无量纲油膜厚度方程为
（3）

了计算，求解出该瓦在线支承和点支承两种支承方式下的的压力分布和温度分布。其最大温升和摆角随支承处的油膜厚度变化曲线如下：

图2是相同条件下两种支承方式下最大温度随支承点的油膜厚度变化曲线。该图说明点支承可倾瓦轴承的温升低于线支承可倾瓦轴承，尤其支承处油膜厚度较小时，点支承最大温升较低。当油膜厚度为0.03mm时，点支承轴承的温升比线支承轴承低200C；油膜厚度每减少，温度就上升C以上。

图3是两种支承方式下摆角随支承点油膜厚度的变化曲线。点支承的计算结果明显小于线支承的值。这说明点支承可倾瓦推力轴承的结构更稳定，承载性能较好。

3. 推力轴承改造
    安庆电厂汽轮机轴承使用线支承推力瓦轴承，大部分机组出现推力瓦块温度偏高的现象，个别机组的推力轴承瞬态瓦温甚至高达以上，以致严重影响了该机组的安全运行。从图1中，我们可以看出该推力瓦结构为米契尔式（线支承）。每个瓦块为偏支式的宽带支承，只能单独在一个方向摆动，且同一推力面侧的各个推力瓦相互独立，不能自动补偿平衡。分析瓦块温度过高的原因主要由于偏载引起的，改变支承形式能够把温度降低200C，轴承的稳定性也提高了，但个别瓦块的温度还是偏高。安装传感器在线测量各个瓦块的油膜厚度，发现油膜厚度大的瓦块温度低，油膜厚度小的瓦块温度高。通过安装控制装置，当瓦块油膜厚度小于某一临界值（由最高温度和承载力决定）时，控制器发出信号调整该瓦块支承增大其油膜厚度，减小该瓦块的承载力，其温升就会下降，相应的其它瓦块的承载力会增加，油膜厚度将减小。这样瓦块之间能自动补偿，受载会更加均匀，温升就会降低，。经改造后的推力轴承瓦块温度在正常的范围内，其最高瓦温小于850C，解决了机组存在的偏载和温升问题。