某600MW汽輪發(fā)電機穩(wěn)定軸承斷油燒瓦事故分析及處理

大唐華中電力試驗研究所 河南鄭州 450000

摘要：針對某發(fā)電廠600MW汽輪發(fā)電機組在整套啟動試運過程中發(fā)生的發(fā)電機穩(wěn)定軸承斷油燒瓦事故，分析并查明了發(fā)生事故的原因，提出了解決問題的措施，處理后機組得以安全運行。

關鍵詞：軸承；潤滑油；節(jié)流孔板；斷油；燒瓦；分析；處理

0 引言

某發(fā)電廠1號600MW汽輪發(fā)電機組的汽輪機采用東方汽輪機廠生產(chǎn)的超臨界、單軸、三缸四排汽、一次中間再熱、雙背壓、凝汽式汽輪機，型號N600-24.2/566/566；發(fā)電機采用東方電機股份有限公司的水氫氫冷型、自并勵靜止勵磁，三相同步汽輪發(fā)電機，型號QFSN-600-2-22D。10月19日1號機組在整套啟動試運過程中出現(xiàn)9號軸承（發(fā)電機勵磁側(cè)末端的穩(wěn)定軸承）回油溫度低，軸承示油器（即軸承回油觀察窗）無回油現(xiàn)象，軸瓦因與轉(zhuǎn)子軸頸干摩擦產(chǎn)生的熱量得不到冷卻而燒毀鎢金，造成軸承斷油燒瓦的設備損壞事故。

1潤滑油系統(tǒng)概述

汽輪發(fā)電機組是高速運轉(zhuǎn)的大型機械，其支持軸承和推力軸承需要大量的油來潤滑和冷卻，因此汽輪機配有潤滑油系統(tǒng)用于保證上述裝置的正常工作。供油的任何中斷，即使是短時間的中斷，都將會引起嚴重的設備損壞。

潤滑油系統(tǒng)的主要任務是向汽輪發(fā)電機組的各軸承（包括支撐軸承和推力軸承）、盤車裝置提供合格的潤滑、冷卻油。在汽輪機組靜止狀態(tài)，投入頂軸油，在各個軸頸底部建立油膜，托起軸頸，使盤車順利盤動轉(zhuǎn)子；機組正常運行時，潤滑油在軸承中要形成穩(wěn)定的油膜，以維持轉(zhuǎn)子的良好旋轉(zhuǎn)；同時由于轉(zhuǎn)子的熱傳導、表面摩擦以及油渦流會產(chǎn)生相當大的熱量，需要一部分潤滑油來進行換熱。另外，潤滑油還為低壓調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)、頂軸油系統(tǒng)、發(fā)電機密封油系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的油源。

圖一 機組潤滑油系統(tǒng)簡圖

10月18日1號機組具備整套啟動條件，10月19日00：08汽輪發(fā)電機組首次沖轉(zhuǎn)升速至3000r/min，切換主油泵、調(diào)整油壓，將潤滑油壓調(diào)整到0.18MPa（汽輪機廠設計潤滑油壓為0.137～0.176MPa）。

05：15電氣試驗結(jié)束。準備并網(wǎng)前的參數(shù)檢查中，發(fā)現(xiàn)9號軸承的潤滑油回油溫度在CRT顯示只有21℃，而此時機組軸承潤滑油進油溫度為39℃?，F(xiàn)場檢查9號軸承示油器無回油，檢查歷史記錄在機組3000r/min定速時，9號軸承回油溫度為38℃，此后回油溫度逐漸下降直至21℃，比汽機房大氣溫度稍高。打閘停機，當機組轉(zhuǎn)速降至1100r/min以下時，9號軸承回油溫度開始逐漸回升，觀察示油器內(nèi)回油流量正常。重新掛閘沖轉(zhuǎn)，當機組升速至2260r/min以上時觀察示油器的回油流量開始逐漸減少，立即打閘停機。

2事故原因分析及檢查

圖二 軸承進、回油管路示意圖

9號軸承支承的是發(fā)電機勵磁側(cè)末端的小軸，未設計軸瓦溫度測點和振動測點，其運行狀態(tài)容易被忽視。根據(jù)沖轉(zhuǎn)過程中9號軸承回油溫度和回油流量的變化現(xiàn)象，初步分析認為，當機組轉(zhuǎn)速超過2200r/min后，9號軸承的潤滑油進油流量逐漸減少直至斷油，初步判斷9號軸瓦已經(jīng)磨損。

針對9號軸承斷油的現(xiàn)象進行現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)9號軸承的進油管（管徑DN20）是從8號軸承濾油器后的管道（管徑DN90）上引接出來的，而每個軸承的濾油器內(nèi)都設置有節(jié)流孔板，8號軸承濾油器、9號軸承濾油器內(nèi)的節(jié)流孔直徑分別為φ23mm、φ8mm；從東方電機股份有限公司的《發(fā)電機油管路圖》中查到，9號軸承進油管應從8號軸承濾油器前的潤滑油管上接出（如圖二所示），而不是從8號軸承濾油器后的潤滑油管上接出，實際情況與設計不相符，這屬于管道安裝錯誤。分析認為隨著機組轉(zhuǎn)速的升高8號軸承進油量逐漸增大，與9號軸承存在搶油現(xiàn)象，由于9號軸承進油管管徑較小且經(jīng)過兩次節(jié)流降壓，機組轉(zhuǎn)速升高至2200r/min后，9號軸承進油量逐漸減小直至斷油。

停機后解體檢查9號軸承，發(fā)現(xiàn)軸瓦鎢金已經(jīng)因斷油而燒毀（如圖三所示）。軸承的上瓦、下瓦已被碾壓磨損，鎢金表面顏色變黑，有明顯的碎裂跡象，脫落的鎢金夾在軸瓦的回油槽中，將回油槽填滿，大量的鎢金碎屑散落在軸承箱內(nèi)。

圖三 9號軸瓦鎢金燒毀 圖四 更換新的9號軸瓦

3事故處理措施及效果

更換9號軸承的軸瓦（如圖四所示）。

將8號軸承濾油器內(nèi)的節(jié)流孔板抽出，后移至8號軸承進油管與發(fā)電機的連接法蘭內(nèi)（如圖二所示），這樣9號軸承進油管的引接口就處在8號軸承進油節(jié)流孔之前了。此外，機組啟動前，濾油器內(nèi)的細濾網(wǎng)已經(jīng)抽出，只剩下濾網(wǎng)骨架，對進油幾乎無節(jié)流。這樣，9號軸承的進油只經(jīng)過節(jié)流孔板φ8mm的一次節(jié)流，與設計相符。

重新沖轉(zhuǎn)汽輪發(fā)電機組，升速至3000r/min；檢查9號軸承回油溫度為38℃，回油溫度正常，且觀察軸承示油器內(nèi)回油流量正常。

4小結(jié)

1）汽輪發(fā)電機組運行中軸承斷油會造成軸瓦損壞事故。

2）此次事故的直接原因是9號軸承的進油管引接口安裝錯誤，9號軸承的進油管從8號軸承濾油器（內(nèi)設節(jié)流孔板）后的管道上引接出來，致使9號軸承的進油經(jīng)過兩次節(jié)流降壓。機組轉(zhuǎn)速升高后8號軸承進油量會明顯增加，8號軸承進油量的增加引起8號軸承濾油器后的油壓下降，這使得9號軸承進油量進一步減小直至斷油而燒毀軸瓦。9號軸承進油經(jīng)過兩次節(jié)流降壓，不能滿足機組安全運行的需要。

3）此次事故的間接原因是機組試運前的系統(tǒng)完善性檢查工作存在漏洞。

參考文獻：

[1]東方汽輪機有限公司《潤滑油系統(tǒng)說明書》，編號D600E-000152DSM，2007.2

[2]東方電機有限公司《600MW氫、油、水控制系統(tǒng)》隨機文件，版本號：Z 1A2128 SM

[3]《國家電網(wǎng)公司發(fā)電廠重大反事故措施》（國家電網(wǎng)生[2007]883號）

作者簡介：

牛卓（1981.10--）男，河南人，東北電力學院熱能與動力工程專業(yè)，工學學士，工程師，主要從事汽輪機調(diào)試及汽輪機試驗研究工作。