電廠汽輪機軸承常見問題及改進對策研究

胡躍輝

【摘要】軸承作為電廠汽輪機的重要組成部分，在使用過程中不可避免的會存在一些問題，若得不到及時有效的處理，則會影響到機組的正常運行，降低電廠工作效率。本文就圍繞汽輪機軸承這一部件，重點分析其常見的問題并探討相應(yīng)的改進對策。

【關(guān)鍵詞】電廠運行；汽輪機軸承；改進對策

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和電力需求的增加，電廠對于各機組運行的穩(wěn)定性也提出了更高的要求，越來越多的高參數(shù)、大容量的設(shè)備被投入使用。作為汽輪機的重要元件，軸承承擔(dān)著重要的作用，但在運行過程中振動問題時有發(fā)生，若得不到有效處理，將影響到機組的正常運行，嚴重時甚至?xí)霈F(xiàn)非正常停機現(xiàn)象。因此，加強對汽輪機軸承問題的研究也是當(dāng)前電廠工作的重要部分。

1.電廠汽輪機軸承的類型及用途

汽輪機軸承包括主軸承（支持軸承）和推力軸承。其中推力軸承是承受轉(zhuǎn)子的軸向推力和確定轉(zhuǎn)子在汽缸中的軸向位置，為防止靜摩擦力的出現(xiàn)，轉(zhuǎn)子的位置要固定好。支撐軸承是用來承擔(dān)轉(zhuǎn)子在不平衡情況下運轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，以保證轉(zhuǎn)子質(zhì)量。除此之外，為保障電廠及汽輪機的正常運轉(zhuǎn)，軸承還需要承擔(dān)轉(zhuǎn)子徑向位置，保持轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動中心與汽缸中心一致。

2.電廠汽輪機軸承在運行過程中出現(xiàn)問題

2.1推力軸承的常見故障

假如推力軸承被損壞，軸向很大程度上會發(fā)生位移，推力瓦的烏金溫度會升高，嚴重時甚至?xí)霈F(xiàn)推力瓦塊會冒煙或者局部及全部熔化。那么，損壞推力軸承的原因有哪些呢？具體表現(xiàn)在以下幾方面：1）機組瞬間甩負荷或中壓氣門錯誤關(guān)閉等，都可能造成推力軸承被燒壞。2）汽輪機內(nèi)隔板的結(jié)合面間隙增大，蒸汽葉片污垢積聚，在清理過程中力度過小也會導(dǎo)致上述情況出現(xiàn)。3）汽輪機運行過程中，負荷過大或出現(xiàn)水擊情況、蒸汽溫度降低時的處理不當(dāng)?shù)?，是?dǎo)致推力軸承燒壞的常見原因。4）油系統(tǒng)使用時，由于管理存在問題，使油系統(tǒng)中的雜質(zhì)未得到及時有效的清理，破壞了推力瓦塊的油膜。5）發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地出現(xiàn)錯誤，在軸線電流的作用下推力瓦塊出現(xiàn)電腐蝕的情況。6）隔板汽封間隙過大，提高了軸向推力。7）機組改造時，軸線推力理論值與實際計算值之間存在很大的偏差，使得回油與進油的管路尺寸不達標(biāo)，推力軸承因此受到破壞。8）推力瓦塊、軸頸揚度、推力盤平行度不達標(biāo)。

2.2氣流軸承出現(xiàn)激振

氣流軸承出現(xiàn)激振是汽輪機軸承常見的問題之一，激振出現(xiàn)的原因主要有以下幾方面：1）汽輪機運行時蒸汽密度大、蒸汽壓力鍋高，蒸汽密度、軌道上的激振點影響著蒸汽渦流的干擾能力，導(dǎo)致氣流軸承激振的出現(xiàn)。一般來說，蒸汽密度越高，氣流激振也越容易出現(xiàn)。2）機組的轉(zhuǎn)子長、容量大，由于轉(zhuǎn)子撓度大，剛性降低，轉(zhuǎn)子的自振頻率也較低，此時激振頻率與之相近時，就會出現(xiàn)振動。3）當(dāng)機組負荷達到某一臨界值時，就會出現(xiàn)蒸汽自振蕩，只有當(dāng)機組負荷降到合理范圍內(nèi)后振動方能消失。4）容量大的轉(zhuǎn)子，其出現(xiàn)氣流振蕩的情況也更為嚴重，如高壓缸氣流調(diào)節(jié)處的氣流激振最嚴重。

2.3軸承振動

火電廠汽輪機最常見的問題便是軸承振動，處理不當(dāng)，則可能引發(fā)跳閘事故的出現(xiàn)，影響到電廠的正常運行。要解決這一問題，就得尋根究底，那軸承振動的原因有哪些呢？歸納如下：1）汽輪機入口處得蒸汽密度過高，導(dǎo)致氣流激振的出現(xiàn)。2）軸承轉(zhuǎn)子安裝的質(zhì)量不達標(biāo)，動靜部分的中心與實際有很大的偏差，且圓周上阻氣環(huán)和動葉復(fù)環(huán)之間有較大的間隙，使得蒸汽透過這些位置進入，影響圓周壓力的平衡，增加了轉(zhuǎn)子激振出現(xiàn)的概率。3）汽輪機機組中的轉(zhuǎn)子長度長、容量大、撓度也較大，這樣一來轉(zhuǎn)子的剛性和自振頻率也隨之降低，蒸汽對轉(zhuǎn)子作用的頻率接近時，振動就會出現(xiàn)。4）隨著機組負荷增長到一定數(shù)值時，就會導(dǎo)致蒸汽激震蕩的出現(xiàn)，這時就需要采取及時有效的措施進行處理，只有當(dāng)負荷降到合理范圍值內(nèi)后，振動方可消失。

3.火電廠汽輪機軸承問題的應(yīng)對措施

3.1加強管理上的控制

要加強對汽輪機操作與運行各環(huán)節(jié)的控制與管理，以提高汽輪機的運行質(zhì)量和延長軸承的使用壽命。首先，要組織定期對汽輪機工作人員進行具有針對性的培訓(xùn)，提高工作人員對事故的預(yù)防判斷能力和應(yīng)急處理能力。其次，要加大對瓦溫、壓力、振動、回油溫度等關(guān)鍵點的監(jiān)督力度，以預(yù)防相關(guān)問題的出現(xiàn)，提高設(shè)備運行的穩(wěn)定性與安全性。最后，對汽輪機的檢修過程加以控制，確保其檢修質(zhì)量。

3.2加強對氣流激振的管理措施

1）針對汽輪機高調(diào)門流量進行試驗，根據(jù)閥門的特征及軸承振動情況，合理調(diào)節(jié)閥門順序，優(yōu)化閥門的調(diào)節(jié)品質(zhì)。2）當(dāng)機組負荷不斷提高時，這時工作人員需要時刻保持對軸系振動關(guān)注，并時刻監(jiān)督與控制，一旦發(fā)現(xiàn)軸承振動升到報警值時，要立刻對機組負荷采取措施降低，或進行真空調(diào)整。3）在機組檢修過程中，可適當(dāng)提升1號軸承，以增強軸承的抗干擾能力。4）為防止氣缸中心和轉(zhuǎn)子運行出現(xiàn)偏移，就需要調(diào)整轉(zhuǎn)子和氣缸中心。5）提高隔板與轉(zhuǎn)子直接的軸向間隙，當(dāng)靜葉、噴嘴和動葉之間軸向間隙不斷增加時，氣流動的激振力會有明顯降低，汽輪機的內(nèi)效率也會隨之降低。

3.3其他方面的改進措施

1）油箱的控制。首先，要做好對油系統(tǒng)和油箱的控制工作，要將油控制在規(guī)定范圍之內(nèi)。油箱要定期進行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)油量快見底時要及時補油；按照規(guī)定，油箱還需定期進行濾水、放水和濾油操作。其次，合理調(diào)整油箱排煙風(fēng)機的入口門，油箱中要有一定的負壓，以保證尤其的正常分離。最后，結(jié)合油箱的具體運行情況，做好油質(zhì)分析工作，一旦出現(xiàn)異常情況，需及時采取有效措施處理，以防情況進一步惡化。2）輔助油泵的控制。汽輪機在啟動前要做好油泵連鎖試驗，停機和啟動前要對所有輔助油泵進行試轉(zhuǎn)。通過定期對油泵的檢查和試驗，以保障輔助油泵運行的穩(wěn)定性。3）冷油器的運行控制。要嚴格按照相關(guān)制度規(guī)定對冷油器進行操作，如切換或停用冷油器時，要控制好油壓，油溫要保持平穩(wěn)，不要出現(xiàn)較大的波動；冷油器的油側(cè)要防止冷卻水進入，油壓要適當(dāng)高出冷卻水壓；機組停機和啟動時，要避免冷卻水壓出現(xiàn)較大波動，定期檢測冷油器漏水情況。4）合理控制汽輪機軸承溫度。不斷地監(jiān)視軸承溫度，讓汽輪機軸承溫度保持在合理的規(guī)定范圍內(nèi)，一旦發(fā)現(xiàn)軸承溫度有不正常變化，則應(yīng)立即停機進行檢查。除此之外，當(dāng)軸瓦斷油或水沖擊等突發(fā)事故發(fā)生時，也應(yīng)停機檢查，直至解除隱患后方能重新運轉(zhuǎn)。為避免因檢修不到位而造成軸承損壞，就要對運行人員的檢修工藝提出更高要求。5）做好軸承振動的監(jiān)視工作。軸承振動是汽輪機軸承運行常見的問題，在機組運行過程中，若軸承振動突然不正常達到報警值時，應(yīng)該立即采取措施降低機組負荷，控制到升高前的負荷狀態(tài)。

4.結(jié)束語

綜上所述，作為汽輪機的重要元件，汽輪機軸承的正常運行是保證汽輪機正常運行的前提與基礎(chǔ)。為提升電廠機組運行的穩(wěn)定性，就得從設(shè)備運行水平、監(jiān)控水平、檢修水平等方面入手，探索出有益于電廠長遠健康發(fā)展的解決方案。

參考文獻

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