一起軸瓦溫度偏高的原因分析及其處理

曹振剛 胡輝

摘 要：汽輪發(fā)電機組軸瓦溫度過高一直是影響機組安全穩(wěn)定運行的重要因素，本文對廣東某電廠#1機組2號軸瓦金屬溫度過高的現(xiàn)象，從軸系中心、支撐結構、軸瓦接觸角、閥序等方面進行了原因分析，并采取相應的措施進行了處理，使2號軸瓦的金屬溫度有明顯降低的趨勢，得到了業(yè)主方的認可。因此，本文旨在為后續(xù)類似問題提供交流和參考。

關鍵詞：汽輪機；軸瓦溫度；軸系中心；接觸角

1 前言

該電廠#1機組汽輪機采用上海汽輪機有限公司制造的600MW超臨界機組。汽輪機為反動式、單軸、三缸、四排汽結構。設有高中壓缸和兩個低壓缸。前軸承座采用落地結構，其余軸承座與相應的低壓外缸組合一體。汽輪機高中壓轉(zhuǎn)子和2根低壓轉(zhuǎn)子均為整體轉(zhuǎn)子，分別由2個徑向軸承支撐。整個軸系的“死點”由布置在Ⅰ號低壓缸調(diào)閥端軸承箱內(nèi)的推力軸承定位。低壓Ⅰ號汽缸調(diào)閥端軸承箱內(nèi)還布置有2號、3號軸承。其中2號軸承采用LEG可傾瓦式軸承，此軸承由4塊瓦塊組成，每塊瓦塊的內(nèi)面是巴氏合金，背面由可調(diào)球形墊塊支撐，軸承標高由瓦枕外下半的3塊可調(diào)墊片進行調(diào)整。

2 #2軸瓦溫度高情況簡介

檢修前，調(diào)取#1機組TSI監(jiān)視系統(tǒng)資料顯示，機組315MW負荷，順序閥運行時，2號軸瓦金屬溫度，進回油溫度數(shù)據(jù)如下圖：

3 軸瓦瓦溫高原因分析

3.1 軸系中心的影響

由上表可知：修前中低對輪左張口大于設計要求0.05mm；高中壓轉(zhuǎn)子偏左0.075mm，比設計要求大0.055mm；因中心不正出現(xiàn)左張口，在聯(lián)軸器螺栓緊固時會增加右側(cè)軸瓦的荷載，所以右側(cè)軸瓦的溫度會高；低壓Ⅰ轉(zhuǎn)子高0.205mm，比設計要求值小0.214mm，從而會導致2號軸瓦荷載增大，也會使2號軸瓦溫度偏高，下表是我們修后數(shù)據(jù)：

處理后對輪中心上下高差為0.435mm，為設計要求0.419偏差的上限值；從廠家設計理念來說，增大中低對輪的高差會增大3號軸瓦的負荷，降低2號軸瓦的負荷，進而達到降低2號軸瓦溫度目的。

3.2 低壓缸支撐結構的影響

經(jīng)現(xiàn)場查看，3號軸承座與低壓Ⅰ號外缸連接成一體，由低壓外缸鋼板來支撐其重量，底部懸空，正常運行時變形大。2號軸承座底部為混泥土基礎，變形量小。機組運行時，因低壓缸抽真空內(nèi)部形成負壓，會導致汽缸及軸承座下沉。理論上缸體強度不變的情況下，真空度越高，下沉會越厲害。本機組中低對輪中心高差按照廠家要求值調(diào)整后，3號軸承油膜壓力和2號瓦溫偏高，可以推斷是由于凝汽器抽真空導致軸承座下沉較大，進而導致2號軸承的負荷增大，軸瓦溫度隨之增高。

3.3 軸瓦接觸角的影響

因2號軸承為可傾瓦式軸承，單塊軸瓦的接觸角要求一般為30°～45°，軸瓦的接觸角偏大會增大軸頸與軸瓦鎢金接觸面積，從而會導致軸瓦進油量不足，增大軸頸與軸瓦之間的摩擦，軸瓦的冷卻效果下降，導致瓦溫增高。。

3.4 進氣閥門開啟方式的影響

閥門開啟方式有單閥和順序閥方式。單閥方式為2個主汽閥全開，4個調(diào)閥開度一致，這種方式對軸承的振動有利，但節(jié)流損失較大，效率低。順序閥方式則為按負荷大小依次開啟調(diào)閥，這種方式不利于軸承的振動，但效率高，且對軸瓦的溫度有所改善。

當采用單閥進汽方式時，則噴嘴處受力F1=F2= F3=F4，受力相等，此時轉(zhuǎn)子和軸瓦的穩(wěn)定性較好；當采用順序閥進汽方式時，如開啟閥1和閥2時，根據(jù)力的合成，作用力向上，會降低軸瓦負荷，對軸瓦瓦溫有好處。由于本機組2號軸瓦右側(cè)的軸瓦金屬溫度高，在高負荷時開啟閥1、閥2、閥4，從而使合成作用力方向基本與F2一致，會降低2號軸瓦右側(cè)負荷，降低軸瓦右側(cè)瓦溫。當滿負荷時，4個調(diào)閥全部開啟，則單閥和順序閥對轉(zhuǎn)子及軸瓦的作用力一樣。所以采用順序閥供汽方式對2號軸瓦瓦溫會有所改善。

4 處理建議和結果

①在人力所能控制的范圍內(nèi)，應盡量使對輪中心數(shù)據(jù)與廠家設計值保持一致，以減少因?qū)喼行钠顜淼臋C組載荷影響，這是本次處理的重點之一；②對2號軸瓦進行修刮，使其接觸角滿足設計要求，以減少軸頸與軸瓦鎢金的磨損，從而降低軸瓦瓦溫。如無修刮的可能，應及時更換軸瓦。這是本次檢修采取的最重要的措施；③在保證機組安全運行時，盡量使凝汽器真空度維持在-90kPa左右，這樣可減少缸體及軸承座的下沉幾率，達到降低2號軸瓦瓦溫的目的；④機組運行時，優(yōu)先采取順序閥供汽方式，閥門開啟順序為閥1→閥2→閥4→閥3，這樣對2號軸瓦瓦溫會有好處。右圖為修后機組負荷518MW時，#2軸承溫度監(jiān)控情況。與檢修前數(shù)據(jù)比較可知，2號軸承經(jīng)檢修后軸瓦的溫度有明顯的下降趨勢，總下降溫度約為10℃。

5 結論

軸承是汽輪機的重要組成部件，軸瓦溫度過高，不僅會損壞軸瓦等部件，嚴重時可能會被迫停機，造成巨大經(jīng)濟損失，給機組運行帶來較大的安全隱患。因此，機組運行時應及時監(jiān)控軸瓦溫度和振動的變化，認真分析其變化趨勢，以待停機檢修時，能提前做好針對性降溫降振的措施，進而為機組安全運行提供保障。

參考文獻：

[1]李守倫，張清宇.汽輪機軸瓦溫度高的原因分析及處理[J].熱力發(fā)電，2003，32（3）：62-63.

[2]姚軍，扎永強.汽輪機軸瓦溫度偏高的分析與處理[J].中國電力，2003，36（10）：82-84.

作者簡介：

曹振剛（1976- ），男，本科，工程師，主要從事電力工程建設工作。

胡輝（1990- ），男，本科，助理工程師，主要從事氣輪發(fā)電機本體及輔助系統(tǒng)設備安裝及檢修。