馬琪翔

摘要：針對某660MW機組投產后啟動出現(xiàn)的1號軸瓦溫度異常的問題，機組在運時進行了初步分析，停運后結合揭瓦檢查的情況，確認了軸承座內存在異物從而導致軸瓦自動調整定位性能差是引起軸瓦溫度高的主要原因，對軸承座內鐵銹與潤滑油高溫碳化物的溯源發(fā)現(xiàn)，2號機組門桿漏汽在軸封系統(tǒng)中接入點位置不合理，據此提出了清除異物、刮瓦和改接門桿漏汽等消缺措施。措施實施后，機組的軸瓦溫度保持在正常水平。

關鍵詞：660MW；汽輪機組；軸瓦溫度；異常分析；處理

前言

某電廠一期工程安裝了2臺660MW燃煤發(fā)電機組，汽機型號為N660-25/600/600，是上海汽輪機廠生產的超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、凝汽式汽輪機。發(fā)電機型號為QFSN-660-2，是上海汽輪發(fā)電機廠制造的水—氫—氫冷卻三相同步汽輪發(fā)電機。汽輪機4個轉子分別由5只徑向軸承來支承。除高壓轉子由2個徑向軸承支承外，其余3個轉子，即中壓轉子和2個低壓轉子均只有1只徑向軸承支承。5個軸承均采用橢圓瓦，分別坐落在5個軸承座內。2號軸承座位于高壓缸和中壓缸之間，在2號軸承座內裝有徑向推力聯(lián)合軸承，整個軸系是以此為死點向兩頭膨脹。

1、瓦溫異常情況

機組軸系支承簡圖如圖 1 所示。該型機組1號徑向軸承由上半和下半殼體、支撐墊塊和定位鍵等組成。軸承殼體內側設有巴氏合金，通過圓錐銷和螺栓聯(lián)結在一起。軸承金屬測溫元件采用熱電偶。軸承安裝在球形座上，這種球面結合，使得軸瓦能按轉子的撓度和傾斜程度自動調整定位，使軸頸與軸瓦處在較好潤滑狀態(tài)下工作。

2號機組自2012年2月9日并網運行以來，在供油母管潤滑油溫度維持在42～46℃的情況下，1號軸承下瓦3個金屬溫度測點隨著機組運行時間的推移逐步升高，瓦溫最高值由最初的72℃上升至104℃，并且下瓦金屬溫度隨著機組負荷的變化出現(xiàn)波動，升負荷時下瓦金屬溫度降低，降負荷時下瓦金屬溫度升高。

到3月下旬，機組負荷660MW時下瓦溫度高點為77℃，機組負荷330MW時下瓦溫度高點為104℃，溫度變化幅度已達27℃，且每次機組負荷降至330MW運行時，1號軸承下瓦大多會出現(xiàn)了一次瓦溫飆升后的回落。

2、初步分析

根據軸承理論，引起橢圓瓦金屬溫度高的原因可能有軸瓦質量不良、潤滑油影響、軸承載荷過大、軸瓦球面自動調整能力差等，下面逐一加以分析。

（1）軸承鎢金澆鑄質量不良。若軸承烏金澆鑄質量不良，結合不佳，存在脫胎現(xiàn)象。當承受動載荷或溫度變化時，結合不牢，脫胎現(xiàn)象將進一步加劇。僅由軸瓦質量不良所引起的軸承金屬溫度高，其軸瓦溫度趨勢通常是逐漸上升，而不會出現(xiàn)較大幅度的波動。據此推斷軸承烏金澆注質量不良不是造成2號機組1號軸承下瓦金屬溫度異常的主要原因。

（2）潤滑油的影響。潤滑油溫度過高或過低、潤滑油黏度不合格、油流量過大或過小、回油不暢、潤滑油斷油、油質不良或油質惡化、潤滑油壓力過低或過高、油流中或軸承內存在氣體或雜物、頂軸油管逆止閥不嚴油膜壓力下降等，都可使軸承溫度升高。軸瓦進油溫度高使得高溫的潤滑油不能將軸承運行過程中產生的熱量及時帶走，引起軸瓦溫度升高。但該機組正常運行時供油溫度基本穩(wěn)定在42～46℃，可以排除潤滑油溫的影響。瓦塊刮傷會造成軸瓦金屬溫度高，這在新建成投產的機組中較為常見，但2號機組1號軸承瓦溫頻繁出現(xiàn)飆升，這種不斷出現(xiàn)雜質的可能性不大。潤滑油流量的影響，主要是機組運行過程中，由于潤滑油供油系統(tǒng)故障，如主油泵故障、油系統(tǒng)泄漏、逆止閥不嚴密，引起潤滑油供油壓力降低，各軸承進油流量大幅減少。出現(xiàn)這一情況往往是機組所有軸瓦溫度均會有一定幅度升高。而不僅僅是某一軸瓦溫度升高。因潤滑油異常引起的軸承溫度高也可以排除。

（3）軸承載荷的影響。轉子中心偏差、軸承座溫度和揚度變化、軸振動過大、轉子受到向下的力過大、轉速超過允許值、軸封漏汽引起軸承座標高發(fā)生變化等，都可能產生軸承載荷分配不均，引起軸承載荷過大[4]，軸瓦溫度升高。尤其是受汽輪機進汽蒸汽附加力的影響，在機組負荷頻繁變動時，這一溫度變化往往呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。2號機組1號軸承下瓦溫度與負荷負相關、上瓦溫度與負荷正相關，與該廠同型號的1號機組1號軸瓦溫度變化呈現(xiàn)出相同的規(guī)律性，盡管該型號汽輪機是兩側對稱進汽，但在實際運行中，汽流對轉子的附加作用力是隨負荷變化的，高負荷時汽流對轉子向下附加作用力減小、低負荷時向下附加作用力增大。高負荷時轉軸中心上浮，軸承負載減輕，下瓦溫度降低、上瓦溫度升高、工頻振幅變大；低負荷時轉軸中心下移，軸承負載變重，下瓦溫度升高、上瓦溫度降低、工頻振幅變小。但同型號的1號機組負荷變化時，1號瓦溫變化約有5℃。據此判斷軸承載荷變化不是造成2號機組1號軸承下瓦金屬溫度異常的主要原因。

（4）軸承球面自動調整能力。軸承間隙過小或過大、軸承緊力過大、軸承安裝偏斜、軸承底座墊片增加的過多、軸承與軸頸揚度不一致，軸承瓦塊與軸承座球面之間有雜質等，都可能使軸承球面自動調整定位能力變差。軸承載荷不能均布在整個瓦面，造成局部載荷過高，油膜過薄，從而引起軸瓦金屬溫度高，情況嚴重時甚至會出現(xiàn)瓦塊局部磨損。瓦塊自位能力變差后，需要更大的作用力瓦塊才能自位。瓦溫飆升，表明該過程油膜急劇變薄，同時油膜內壓力也在急劇升高。情況嚴重時瓦塊和軸頸甚至需要碰摩接觸后才能自動調整定位，位置調整后瓦塊便工作正常，瓦溫下降。隨著機組負荷的變化，軸瓦在相同的負荷變化條件下對應的溫度變化也隨之變大。這與2號機組1號軸承表現(xiàn)出的異常狀況基本一致，由此推斷軸承球面自動調整能力差是引發(fā)1號軸承金屬溫度異常的主要因素。

3、處理及效果

結合前面的分析和揭瓦檢查情況，采取如下措施：1號軸承下軸瓦屬于輕微受損，修刮后應該可用，但要保持在軸承設計間隙要求之內；若修刮后不能保持在設計間隙要求之內，則需更換新瓦。同時對軸頸采用油石、金相砂紙表面打磨，提高軸頸表面光潔度。徹底清理瓦枕、瓦塊球面上的異物。安裝時軸瓦緊力按下限調整，保證瓦枕、瓦塊球面結合后能活動自如。參照1號機組門桿漏汽接入位置對2號機組進行改接，消除高壓缸軸封蒸汽外漏。在瓦面修刮、清理異物、門桿漏汽改接后，機組重新起動。起動后的各階段，軸瓦金屬溫度均在正常范圍內。機組滿負荷660MW運行，2號機組軸封系統(tǒng)參數數值與1號機組接近，高壓缸前軸封已無外漏現(xiàn)象，1號軸瓦的溫度穩(wěn)定。機組負荷在300～660MW調整時潤滑油供油溫度自動控制在45℃，1號軸承下軸瓦金屬溫度在78～83℃波動，2號機組運行一年來，未再出現(xiàn)軸瓦溫度偏高或溫度波動幅度過大的現(xiàn)象。

4、結束語

汽輪機軸承金屬溫度異常升高，往往是烏金磨損、碾壓的前兆，在發(fā)現(xiàn)軸瓦溫度異?，F(xiàn)象后，應在加強運行監(jiān)視，盡快尋找機會停機檢查處理，避免發(fā)生汽輪機燒瓦彎軸的惡性事件。引起軸瓦金屬溫度高的原因很多，實踐中需依據軸承原理并結合現(xiàn)場情況具體分析后確認原因，采取相應對策，降低軸承金屬溫度，確保汽輪機組的長期安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

[1]吳仕芳.新一代超超臨界660MW汽輪機的設計開發(fā)[J].華東電力，2010，38（11）：1775-1780.

[2]戴其兵，傅行軍.大型汽輪發(fā)電機組標高對軸承載荷的影響[J].江蘇電機工程，2008，27（2）：64-66.

（作者單位：菏澤永恒熱力有限公司）