高中压缸膨胀不畅、转子死点前移
　　国产300 MW汽轮机高中压缸支承方式为中分面上猫爪支承。正常状态下，下汽缸通过汽缸法兰螺栓吊在上汽缸上，汽轮机高中压内外缸及缸内隔板和转子等部件的所有质量均由1、2、3号轴承箱承担。另外，高中压静止部分以中低压缸间的轴承箱死点为中心向前膨胀最大行程达32 mm，因此，1、2号轴承箱负荷重，轴向位移大，而上半猫爪支承造成支承高度和推拉机构较高，推力矩偏大，不利于膨胀。
　　汽轮机滑销系统由台板、轴承箱压板、纵向键、滑块组成，工作时向台板上米字形凹槽中注入高温润滑脂进行润滑，以减少滑动摩擦系数，由于滑销系统制造材料硬度不大，润滑材料可靠性低，构成了膨胀滞止，对机组的安全生产构成了危胁。
　　汽轮机轴承箱刚性差的底板、端板、侧板的厚度无法抵御汽缸膨胀时产生的轴向推力，使1、2、3号轴承箱拱起，高中压转子中心偏移，死点前移，造成瓦温升高而轴瓦损坏，严重危胁着汽轮机的安全运行，降低了机组寿命和效益。

改进汽缸支承方式，彻底根制膨胀不畅
　　改进高中压缸的支承方式，对汽轮机高中压静转子进行了更换。由上缸支承改为下缸支承，改造后的高压缸为双层缸，内下缸通过法兰螺栓吊在内上缸上，内上缸通过上部4个猫爪搭在外缸上；外下缸为猫爪中分面支承，通过外下缸中分面前后两端、左右两侧伸出的４个元宝形猫爪搭在轴承箱上，外上缸对正法兰螺栓孔落在外下缸上。在高压内缸外壁第4级处设置隔热环将内外缸夹层空间分为2个区域，既可降低内缸外壁温差，又可以提高外缸温度，有利于汽缸膨胀。中压缸亦采用中分面下猫爪支承且全部采用隔板套结构。总之，高中压缸所采用的中分面下猫爪支承方式降低了支承高度。另外，在1号轴承箱与高压缸之间使用了H型定中心梁推拉机构，高压外缸、中压外缸与2号轴承箱之间的推拉力靠汽缸猫爪横键和纵键之间的推拉杆来传递，并降低高中压缸推拉机构的高度，减小了推力矩。
　　滑销系统无论从材质还是润滑方式上都有了质的突破，改造后的轴承箱滑动面采用自润滑滑块与不锈钢滑块配合成滑动副，下滑块为DEVA自润滑滑块，滑块用螺钉固定在基架上，上滑块为不锈钢，用螺钉固定在轴承箱底部，减少了滑动摩擦系数。另外，高压外缸前猫爪、中压缸前后猫爪下的横键两侧装有自润滑垫片，使汽缸能向两侧自由膨胀，增强了高中压缸膨胀的可靠性。
　　针对轴承箱刚性差的问题，更换后的轴承箱同时增加了底板、端板、侧板的厚度，底板采用100 mm的钢板，端板、侧板采用80 mm的钢板，并将轴承箱设计成整体框架结构，在轴承箱内部轴向、横向增设筋板，筋板与侧板连成一体，使轴承箱在轴向、横向连为框架结构，并增加了轴承箱与基架的连接螺栓数量，使轴承箱与基架的连接更为牢固，从根本上解决了高中压缸膨胀不畅引起的轴承箱拱起，死点前移的问题。轴承箱拱起，死点前移又加大了高中压缸膨胀阻力的恶性循环。
　　机组改造后，高中压转子的轴瓦采用振动抑制性能好的可倾瓦，机组启停过程中及正常运行时，轴瓦振动都保持在安全范围（见表1）。

表1　300 MW机组改造后各轴瓦（1～12）的技术指标

汽轮发电机组因高中压缸膨胀不畅造成化瓦停机事故，既损坏了设备，缩短了汽轮机的使用寿命，又严重威胁汽轮机的安全，甚至对电网的安全也形成一定威胁。

1 汽轮机高中压缸膨胀不畅的原因

1.1 设计方面的原因

推拉结构不合理
滑销系统卡涩
轴承箱基架摩擦力偏大
主汽管道对汽缸的推拉作用

1-外缸上缸          2-外缸下缸           3-内缸上缸            4-内缸下缸

图1 改造前汽缸支承示意图

汽轮机高中压缸内外缸之间以及汽缸与轴承箱之间均为中分面支承方式，如图1所示。内下缸(4)吊在内上缸(3)上，内上缸(3)支承在外下缸(2)上，外下缸(2)吊在外上缸(1)上，外上缸通过汽缸两端猫爪支承在轴承箱上。高中压外缸支承方式均为中分面上猫爪支承，外缸前后的支承猫爪设置在上缸上，在下缸上也设有猫爪，安装猫爪通过横销与滑键连接，滑键固定在轴承座上(如图2)。

　　正常状态下，下汽缸通过汽缸法兰螺栓吊在上汽缸上，上汽缸的工作猫爪支承在滑键上，猫爪与滑键间垫有工作垫片，两侧有推拉垫片，推拉垫片用来传递轴向位移，在滑键上设有冷却装置；安装垫片是在下缸定位及汽轮机揭缸大修时使用的。由此可见，汽轮机高中压静转子所有负荷均由1，2，3号轴承箱承担。由　于1，2号轴承箱负荷重、轴向位移大，而滑销系统由台板、轴承座压板、纵向键、滑块组成，工作时注入高温润滑脂进行润滑，其可靠性低；加之支承猫爪和推拉机构的高度因高中压缸本身构造和支承方式的原因偏高，不利于汽缸膨胀。

1-上缸    2-下缸   3-推拉垫片    4-安装垫片   5-滑键    6-工作垫片

图2 改造前高中压外缸两端猫爪

1.2 选材方面的原因

　汽轮机的轴承箱刚性差。其底板、端板、侧板的厚度无法抵御汽缸热膨胀时产生的巨大轴向推力，而发生变形，使1，2号轴承箱拱起、高中压转子中心移位、死点前移、轴瓦损坏，严重威胁汽轮发电机组的安全运行。既降低了机组寿命，又无法满足竞价上网的需要。

2 高中压缸膨胀不畅的解决措施

▼采用推拉装置，汽缸膨胀与收缩的推拉力由推拉梁传递 ▼消除滑销系统卡涩 ▼轴承箱改进，增加润滑油路

▼基础台板改造 基础台板加装进口的DEVA合金滑块，该材料具有抗压、耐磨、自润滑、相对摩擦系数小等特点，大大降低了汽缸热膨胀及冷收缩时所需克服的摩擦阻力 ▼调整蒸汽管道的支吊架

2.1 改变高中压缸的支承方式

　　对高中压缸进行更换，改变了高中压缸的支承方式，由上缸支承改为下缸支承。更换后的高压缸为双层缸，高压内下缸通过法兰，螺栓吊在内上缸上，内缸通过内缸上部4个猫爪搭在外缸上，外下缸为猫爪中分面支承，由下缸中分面伸出的前后左右两侧4个元宝形猫爪搭在轴承箱上，外上缸通过法兰螺栓落在外下缸上，并在高压内缸外壁第4级处设置隔热环将内外缸夹层空间分为2个区域，既可以降低内缸外壁温差，又可以提高外缸温度，有利于汽缸膨胀。同时，中压缸亦采用中分面下猫爪支承且全部采用隔板套结构。高中压缸所采用的中分面下猫爪支承方式降低了支承和推拉机构的高度，减少了膨胀阻力。

2.2 改变滑销系统的材质及润滑方式

　　滑销系统无论从材质上还是润滑方式上都有了质的突破。改造后的轴承箱滑动面采用自润滑滑块与不锈钢滑块组成，下滑块为DEVA自润滑滑块，用螺钉把在基架上，上滑块为不锈钢，用螺钉固定在轴承箱底部，减小了滑动摩擦系数。另外，高压外缸前猫爪、中压缸前后猫爪下的横键两侧都装有自润滑垫片，使汽缸能向两侧自由膨胀，增强了高中压缸膨胀的可靠性，提高了机组运行的可靠性。

2.3 增强轴承箱的刚度

　　针对轴承箱与汽缸之间推力矩大和轴承箱刚性差等因素，在1号轴承箱与高压缸之间使用了H型定中心梁推拉机构。高压外缸、中压外缸与2号轴承箱之间的推拉力靠汽缸猫爪横键和纵键之间的推拉杆来传递，并降低高中压缸推拉机构的高度，减小了推力矩。同时增加轴承箱底板、端板、侧板的厚度。底板采用100 mm的钢板，端板、侧板采用80 mm钢板。并将轴承箱设计成整体框架机构，在轴承箱内部轴向、横向增设筋板，筋板与侧板连成一体，使轴承箱在轴向、横向连为框架结构，增强其刚性。

2.4 增加轴承箱与基架的连接螺栓数量

　　增加轴承箱与基架的连接螺栓数量，使轴承箱与基架的连接更为牢固，从根本上解决了高中压缸膨胀不畅引起的轴承箱拱起，死点前移，进而又加大了高中压缸膨胀阻力的恶性循环。