馮松巖　劉濤　馮起龍

摘要：文章通過分析25MW抽汽背壓式汽輪發(fā)電機組軸瓦溫度超標影響因素，避免和預(yù)防了汽輪機組軸瓦燒損事故的發(fā)生，確保了汽輪發(fā)電機組的安全、平穩(wěn)、長周期、滿負荷運行。

關(guān)鍵詞：熱電廠；汽輪機組；軸瓦；溫差超標；揚度

中圖分類號：TK268 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）05-0124-03

1 概述

大慶石化公司熱電廠1#汽輪機組是杭州汽輪機廠引進德國西門子公司威塞爾廠三系列工業(yè)汽輪機制造專利技術(shù)生產(chǎn)的單缸反動式單級調(diào)整抽汽背壓式機組，型號EHNG50/63/0，于1987年5月投產(chǎn)。機組額定功率25MW，進汽壓力9.0±0.5MPa，溫度

535+5-15℃；中壓調(diào)整抽汽壓力3.9～4.4MPa，溫度410+30-20℃，供化工及化肥生產(chǎn)用汽；背壓排汽壓力0.12～0.25MPa，溫度104±10℃，供化工生產(chǎn)用汽及低壓廠用蒸汽。該機組自安裝投產(chǎn)以來，由于系統(tǒng)在設(shè)計上不能適應(yīng)運行要求，前軸瓦經(jīng)常出現(xiàn)鎢金脫落、瓦溫超標等問題，安全可靠性差。20余年的運行情況表明，該機組連續(xù)運行2～4個月，前軸瓦鎢金即脫落、磨損，襯瓦溫度居高不下，經(jīng)常達90℃以上（標準≤85℃），嚴重制約機組大負荷長周期安全運行，無法滿足化工及化肥生產(chǎn)用汽的需要，且機組每年均需更換2～3付軸瓦，檢修維護量及備件費用較大。對1#機組前軸瓦溫度超標進行完善深入的技術(shù)分析，采取有效對策以滿足機組安全運行需要具有重要意義。

2 技術(shù)分析

1#機組前軸瓦溫度超標問題一直是制約機組安全運行的瓶頸，機組啟、停期間通過合像水平儀監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)前軸瓦在冷、熱態(tài)揚度不一致，偏離原來調(diào)整好的狀態(tài)，造成熱態(tài)時下瓦接觸面積不足（從磨痕也可看出），影響油膜形成，導(dǎo)致瓦溫超標。因此，解決前軸瓦溫度超標問題的關(guān)鍵是在機組冷、熱不同狀態(tài)下，如何保持軸瓦揚度不變，也就是若揚度得到控制，軸瓦的溫度就能恢復(fù)正常。

2.1 揚度分析

機組在沖轉(zhuǎn)或加減負荷過程中，用合像水平儀監(jiān)測軸承箱、座架揚度變化，結(jié)果是同步同向整體變化，表明引起前軸瓦揚度變化的根源是座架。此前，我們考慮消除座架松動就可控制揚度，但座架經(jīng)加固、無可見松動后，揚度依然隨負荷變化，可見，還存在其他影響因素需要我們進一步分析。

我們從座架著手分析，其結(jié)構(gòu)特點是前空后實，前端散熱快，后端散熱慢，加之后端貼近熱源，溫度是前低后高。由此推斷在溫差作用下，后端膨脹大而前端小，因此產(chǎn)生脹差，進而形成揚度。下面根據(jù)現(xiàn)場實測溫度通過計算驗證溫差對揚度的影響程度。

2.2 脹差計算

已知：

計算結(jié)果說明在此工況下，產(chǎn)生了0.482mm（格）的揚度，表明即使座架不松動也能產(chǎn)生揚度。

2.3 影響因素分析

前軸瓦寬度：135mm

前軸瓦底部前張口間隙=135÷1000×0.482=0.06507mm=6.507道

從計算結(jié)果可看出，軸瓦底部與軸頸出現(xiàn)了沿軸向的楔形間隙，即在135mm的長度上出現(xiàn)了6.507道揚度，超過了允許偏差限值。

揚度產(chǎn)生的根本原因是座架溫差，消除溫差就能控制軸瓦的揚度。座架在溫差作用下自身產(chǎn)生了揚度，軸瓦與其同步變化，揚度增大，瓦的接觸面積減小，泄油量增加，油膜隨之惡化，局部干摩擦導(dǎo)致瓦溫升高直至超標。

如果一個觀點可以解釋目前發(fā)生的現(xiàn)象，還可以在其他相同部位得到印證，下面舉例說明。

2.3.1 軸瓦溫度隨負荷變化。我們知道，一個負荷對應(yīng)一定的進汽量，一定的進汽量對應(yīng)一個汽缸溫度，一個汽缸溫度對應(yīng)一個座架脹差（H-h），一個脹差對應(yīng)一個揚度，一個揚度對應(yīng)一個軸瓦溫度，這樣就形成一個信號傳遞鏈：

加負荷→進汽量增加→汽缸溫度升高→座架脹差大→揚度增大→軸瓦接觸面積減少→軸瓦溫度

升高

即：加負荷→軸瓦溫度升高（減負荷變化

相反）

軸瓦溫度隨負荷變化是我們看到的表象，其本質(zhì)是汽缸溫度通過貓爪和立銷傳遞給座架產(chǎn)生足以影響瓦溫的揚度，前汽封漏汽助推了這一過程，使得這一現(xiàn)象更加嚴重，需要我們解決的是如何切斷熱量傳遞，使軸瓦的溫度擺脫負荷影響。

2.3.2 與其他機組比對。我們注意到前貓爪下隨溫度升高可以膨脹的座架高度有600mm，是其他機組的6倍，膨脹量也應(yīng)是6倍。這說明座架的特殊結(jié)構(gòu)決定了其對溫度的敏感程度大大高于其他機組，通過對比讓我們自然想到座架在結(jié)構(gòu)上存在設(shè)計缺陷，對設(shè)計缺陷的處理超出了檢修范圍，必須對原有系統(tǒng)進行設(shè)計改進。

3 對策

基本思路是消除前座架溫差，使其不再產(chǎn)生揚度。我們采取以下改進措施：

（1）前座架基礎(chǔ)加固、重新澆筑。

（2）對前座架、下汽缸、軸系以發(fā)電機中心為基準整體找正。

（3）將前汽封、蒸汽室、轉(zhuǎn)鼓汽封、后汽封改造為密封性能良好的蜂窩汽封，減少汽封漏汽，增強前座架與前汽缸間散熱。

（4）保留原座架結(jié)構(gòu)，球面墊圈改為平墊鐵，前貓爪加裝兩路冷卻水。

（5）如技術(shù)條件允許，前軸瓦改造為可傾瓦可抵消一部分揚度變化帶來的影響。

4 結(jié)語

2011年12月，1#機組進行大修改造后連續(xù)運行139天停機解體檢查前軸瓦完好，未出現(xiàn)燒瓦、鎢金磨損、裂紋、脫胎等缺陷或故障，運行負荷20MW、抽汽150t/h工況下，前軸瓦溫度78℃～80℃，滿足了整機安全、可靠、長周期運行要求，機組安全性將得到較大提高，消除了機組前軸瓦經(jīng)常脫胎、磨損這一重大安全隱患，減少機組故障停機次數(shù)，其安全和長周期運行經(jīng)濟效益可觀。

（1）保證了1#汽輪機組滿負荷運行，機組按年平均兩次發(fā)生軸瓦故障停機檢修計算，每年少發(fā)電20×7×24×2=672萬KW·h，少供汽150×7×24×2=50400t/h（不包括因軸瓦缺陷造成機組無法滿負荷運行所帶來的經(jīng)濟損失）。

（2）能夠大大降低檢修維護量和勞動強度，每年節(jié)約檢修材料費用近10萬元。

（3）能夠延長機組檢修周期兩年以上。

參考文獻

[1] 汽輪機設(shè)備檢修技術(shù)[M].北京：水利電力出版社，1995.

作者簡介：馮松巖（1962-），男，供職于中石油大慶石化公司熱電廠，研究方向：汽輪機檢修；劉濤（1976-），男，中石油大慶石化公司熱電廠工程師，研究方向：熱能動力；馮起龍（1989-），男，供職于中石油大慶石化公司熱電廠，研究方向：熱能動力。

（責任編輯：文 森）