吳洪枝，趙龍，張亞楠，徐旸

（海南核電有限公司，海南昌江572733）

650 MW汽輪機(jī)軸承溫度偏高原因分析與管理

吳洪枝，趙龍，張亞楠，徐旸

（海南核電有限公司，海南昌江572733）

結(jié)合某核電廠650 MW汽輪機(jī)可傾瓦軸承溫度偏高故障，介紹可傾瓦工作原理，分析溫度偏高的原因，并給出相應(yīng)的解決方案。

汽輪機(jī)；可傾瓦；潤(rùn)滑油；解決方案

某核電站汽輪機(jī)為哈爾濱某汽輪機(jī)廠設(shè)計(jì)制造的HN-650型汽輪機(jī)，是一臺(tái)單軸、四缸六排汽、帶中間汽水分離再熱器的反動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)，具有效率高、功率大、自動(dòng)化水平高等優(yōu)點(diǎn)。見(jiàn)圖1。

圖1 機(jī)組軸系示意圖

1#機(jī)組正式投產(chǎn)前出現(xiàn)了2瓦軸承金屬溫度偏高的情況，導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)轉(zhuǎn)入緊急處理。

1 可傾瓦軸承工作原理

汽輪機(jī)設(shè)有一個(gè)推力軸承和8個(gè)支承軸承?！癓EG”推力軸承位于1#低壓缸調(diào)端的軸承箱內(nèi)，為單獨(dú)的滑動(dòng)式自位推力軸承。在推力盤(pán)兩側(cè)的支承環(huán)內(nèi)各安裝8塊可滑動(dòng)的推力瓦塊，能使所有瓦塊承載均勻，而不受推力盤(pán)與軸承偏心和巴氏合金厚度不均的影響。采用“LEG”軸承，較大的減少推力軸承的耗功，提高了機(jī)組出力。高壓轉(zhuǎn)子和低壓轉(zhuǎn)子的支持軸承均采用四瓦塊可傾瓦軸承，在溫度變化時(shí)可保持對(duì)中，并且可傾瓦塊外用球面調(diào)整銷(xiāo)支承在軸承套內(nèi)，自位性能好。

2 軸承溫度偏高原因

2.1 溫度信號(hào)誤報(bào)警

由于電廠運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，DCS系統(tǒng)中顯示的溫度信號(hào)不一定能完全反應(yīng)實(shí)際的溫度值，需保證溫度測(cè)量準(zhǔn)確才能進(jìn)一步分析問(wèn)題發(fā)生的原因。

DCS與溫度測(cè)量裝置之間距離較長(zhǎng)，如電纜屏蔽失效易發(fā)生信號(hào)干擾，導(dǎo)致溫度測(cè)量錯(cuò)誤，溫度測(cè)量裝置損壞也會(huì)使DCS收到錯(cuò)誤的溫度信號(hào)。為使錯(cuò)誤概率減少至最小，一般在同一測(cè)點(diǎn)處布置AB兩路溫度測(cè)量裝置（一般為熱電偶），如果軸承溫度發(fā)生變化，則DCS收到的兩列溫度信號(hào)數(shù)值應(yīng)該同向變化，且數(shù)值相差較小。故可通過(guò)比對(duì)兩個(gè)溫度信號(hào)值才能初步判定是否出現(xiàn)溫度信號(hào)錯(cuò)誤。通過(guò)對(duì)拆除軸承進(jìn)行烘烤加溫現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫同時(shí)比對(duì)DCS側(cè)溫度示數(shù)，可以最終判定溫度信號(hào)的正確性。

2.2 潤(rùn)滑油溫過(guò)高

軸承與軸之間通過(guò)潤(rùn)滑油形成一定厚度的油楔，減少軸承摩擦并通過(guò)潤(rùn)滑油的不斷循環(huán)帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，使軸承溫度保持在一個(gè)較為穩(wěn)定的范圍內(nèi)。若潤(rùn)滑油循環(huán)系統(tǒng)散熱不良，使?jié)櫥蜏囟冗^(guò)高，則將使?jié)櫥偷睦鋮s作用降低，使軸承溫度升高。同時(shí)潤(rùn)滑油溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油黏稠度降低，使軸承中的潤(rùn)滑油油楔的剛性和厚度降低，使油膜承載力減小，最終可能使油楔破裂。當(dāng)油楔破裂則會(huì)導(dǎo)致軸承摩擦瞬間增大，使軸承溫度直線上升，甚至可能發(fā)生軸承咬合的現(xiàn)象。通過(guò)潤(rùn)滑油系統(tǒng)各部位油溫?cái)?shù)據(jù)變化趨勢(shì)可以確定油溫過(guò)高原因。

2.3 潤(rùn)滑油質(zhì)較差

潤(rùn)滑油應(yīng)為純度較高的油脂，保持一定的流動(dòng)性和油膜的正確形成。若油質(zhì)較差，則可能使油膜無(wú)法保持完整，較大的雜質(zhì)顆粒極易劃傷軸承金屬表面，導(dǎo)致磨粒磨損的發(fā)生。線狀劃傷極易引起潤(rùn)滑油泄漏、油膜失效并降低動(dòng)壓軸承的承載力。通過(guò)對(duì)潤(rùn)滑油的油質(zhì)進(jìn)行分析，并比對(duì)劃傷外觀可以確定油質(zhì)情況。

2.4 球面銷(xiāo)及墊片卡澀

軸瓦背面裝配有球面銷(xiāo)和墊片，在軸承運(yùn)行狀態(tài)變化時(shí)使油楔保留一定的調(diào)整空間，使軸承具有自位性能，加強(qiáng)軸承的穩(wěn)定性。當(dāng)球面銷(xiāo)及墊片出現(xiàn)故障時(shí)，可能導(dǎo)致軸瓦卡澀，使軸承下邊部分軸瓦載荷分部不均勻，使局部載荷升高、油楔厚度降低，導(dǎo)致軸承摩擦，使軸承溫度上升。通過(guò)檢查球面銷(xiāo)及墊片狀態(tài)可以確定球面銷(xiāo)及墊片的故障。

3 事故分析

2015年12月某核電站1#汽輪機(jī)組進(jìn)行168前試運(yùn)沖轉(zhuǎn)，掛閘后，機(jī)組轉(zhuǎn)速開(kāi)始升高，過(guò)程中隨轉(zhuǎn)速升高，各軸瓦溫度緩慢爬升，至1100 r/min短暫穩(wěn)定時(shí)，1#軸瓦溫度約52℃，2#軸瓦溫度約81℃，隨后繼續(xù)提高汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速，通過(guò)1190 r/min時(shí)刻，2#、3#軸瓦振動(dòng)值出現(xiàn)明顯峰值，其中3#軸瓦振動(dòng)峰值達(dá)約170 μm，2#瓦溫達(dá)約105℃，繼續(xù)升速中，2塊瓦溫度最高達(dá)約123℃，至2850 r/min時(shí)，2#，3#軸瓦振動(dòng)值在80 μm以下，而2#軸瓦溫度約95℃，由于2#瓦溫度表現(xiàn)異常，主控進(jìn)行打閘。打閘后，在汽機(jī)轉(zhuǎn)速下降過(guò)程中2#瓦溫度峰值達(dá)到約140℃，并有反復(fù)上下波動(dòng)的情況。在汽機(jī)惰轉(zhuǎn)時(shí)，2塊瓦溫度緩慢下降至約60℃，機(jī)組轉(zhuǎn)入緊急處理中。

3.1 原因分析

停機(jī)檢查后發(fā)現(xiàn)：下部的2塊瓦塊已經(jīng)磨損，因此可以認(rèn)定2#瓦溫偏高的主要原因有3點(diǎn)。

（1）軸瓦局部發(fā)生磨損情況后，軸瓦間隙中存油量不足，油膜建立不良，導(dǎo)致瞬間潤(rùn)滑油的冷卻和潤(rùn)滑效果變差。

（2）軸瓦磨損后產(chǎn)生的烏金碎片阻礙潤(rùn)滑油流動(dòng)，導(dǎo)致冷卻效果惡化。

（3）升速至2850 r/min過(guò)程中，2塊瓦之間的研磨引起了3#軸瓦的較高振動(dòng)，進(jìn)一步促進(jìn)了2#軸瓦溫度升高。

3.2 處理方案

（1）組織現(xiàn)場(chǎng)人員檢查軸瓦烏金，對(duì)損傷的軸瓦進(jìn)行修刮，使用芯軸檢查軸瓦曲率等相關(guān)參數(shù)，復(fù)核軸瓦和轉(zhuǎn)子接觸狀況。

（2）組織廠家人員使用砂紙、潤(rùn)滑油對(duì)軸頸進(jìn)行研磨。

（3）檢查軸瓦頂隙及瓦口間隙、軸系中心，并調(diào)整至合格水平。

（4）啟動(dòng)潤(rùn)滑油凈化系統(tǒng)進(jìn)行潤(rùn)滑油循環(huán)、凈化。機(jī)組啟動(dòng)后，各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)良。

4 結(jié)語(yǔ)

在對(duì)2#軸瓦修刮并調(diào)整軸系中心后重新啟動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)行帶核蒸汽沖轉(zhuǎn)，2#軸承溫度、潤(rùn)滑油溫度和軸承振動(dòng)值均正常。故軸承潤(rùn)滑油潤(rùn)滑效果差導(dǎo)致了一系列潤(rùn)滑惡化，如導(dǎo)致了2#軸瓦溫度持續(xù)升高，致使發(fā)生燒瓦的現(xiàn)象。汽輪機(jī)的軸承運(yùn)行參數(shù)直接反應(yīng)汽輪機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，在運(yùn)行過(guò)程中需高度重視軸承的狀態(tài)，保證機(jī)組的安全運(yùn)行；在維修過(guò)程中需注意軸承的檢測(cè)和維護(hù)，避免雜質(zhì)和潤(rùn)滑不暢導(dǎo)致的潤(rùn)滑持續(xù)惡化。

［1］李燦志.1000MW汽輪機(jī)低壓缸軸瓦溫度高原因分析及處理［J］.科技展望，2015，（19）.

［2］阮圣奇，胡中強(qiáng)，劉慶剛，張輝.汽輪機(jī)軸承金屬溫度偏高原因分析［J］.發(fā)電設(shè)備，2013，（1）.

〔編輯 王永洲〕

TM623

B 0前言

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.11.10