660MW汽輪機盤車時軸瓦磨損事故
2020-06-09【關鍵字】汽輪機；盤車；軸瓦磨損；原因分析；應急處理
1.前言
支持軸承的作用是承受轉子的重量、由于轉子質量不平衡引起的離心力以及由于振動等原因而引起的附加力等；確定轉子的徑向位置，保證轉子中心線與汽缸中心線一致，從而保證轉子與汽缸、汽封、隔板等靜止部件之間正確的徑向間隙。許昌龍崗發電有限責任公司#4汽輪機#1瓦軸頸經過焊軸修復后，在啟盤車時#1瓦頻繁出現鎢金磨損問題，影響到機組的安全，后經我們對#1瓦鎢金進行處理后，機組順利地安全啟動。
2.設備介紹
該公司#4機為哈爾濱汽輪機廠660MW超超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、凝汽式汽輪發電機組，機組設計出力為660MW，設計主蒸汽壓力為25MPa，主蒸汽溫度為600℃，再熱蒸汽溫度為600℃。其中#1至#6瓦均為可傾瓦，除軸瓦孔徑不同外，其結構相似。6個軸承均由4塊澆有巴氏合金的可傾軸承瓦塊、軸承體和軸承殼及其他附件組成。4塊可傾瓦均獨立，互不相通，兩下瓦塊承受軸頸載荷，兩上瓦塊保持軸承運行的穩定。
3.檢修過程回顧
2014年06月09日，發電機故障跳閘，破壞真空停機，停機過程中#1瓦溫度無突升情況。投入盤車后盤車電流隨#1瓦溫度波動，發現#1瓦處有異音，揭瓦檢查發現#1瓦鎢金磨損、#1瓦軸頸劃傷較重。#1軸瓦、#1瓦軸頸分別如圖一、圖二所示：
檢修工作完畢后，2014年07月21日凌晨，次投運盤車運行，盤車電流46A,電流波動較大且持續上升至盤車電流上限。#1瓦金屬溫度持續上升至55.49℃。停運盤車，#1瓦金屬溫度迅速下降。盤車投入時汽缸無動靜碰磨異音，#1瓦處有輕微摩擦聲，初步判斷為軸瓦與轉子發生干磨，引起軸瓦金屬溫度升高、盤車電流增大。盤車電流、#1瓦溫度分別如圖三、圖四所示：
2014年07月24日，軸瓦經修刮后，第三次投入盤車運行，運行中盤車電流突升至電流上限。停運盤車，對軸瓦解體檢查，發現軸瓦鎢金有部分磨損。
考慮以前三次輕微修刮鎢金，盤車后仍有磨損，在征求甲方同意的前提下，對軸瓦鎢金修刮進行了變化，我們提出對下瓦塊增加進油槽，2014年07月26日，軸瓦檢修完畢后，第四次投入盤車運行，盤車電流45A,電流在較小區間內擺動。軸瓦鎢金溫度從38℃上升至Z高42℃后趨于穩定。盤車6小時后汽輪機沖轉，鎢金溫度上升至64℃，中速暖機鎢金溫度下降至60℃趨于穩定，汽輪機轉速升至3000 r/min時鎢金溫度基本不變，2014年07月26日23時機組并網成功，鎢金溫度上升至68℃后穩定。盤車電流、#1瓦溫度分別如圖五、圖六所示：
4.1墊鐵研磨不合格
#1瓦更換新瓦后，需要進行軸瓦的墊鐵研磨。墊鐵研磨需要其與瓦枕貼合完好，接觸點均勻且達到接觸面積75%以上，尤其是軸瓦底部墊鐵的進油口需要貼合完好，防止出現密封不嚴出現泄油。由于轉子未吊出，每次下瓦墊鐵涂紅丹與瓦枕研磨后，都需要翻出后檢查研磨情況，而此時墊鐵接觸點已不是工作位置的接觸，所以墊鐵接觸情況不能夠正確的反映出來。在一定程度上造成進油從墊鐵進油口處泄出，軸承進油量的減少，進而引起軸承鎢金的磨損。
4.2現場人工修復軸頸質量不高
停機揭瓦檢查發現，#1瓦軸頸整體劃傷較重，軸頸已經有密密麻麻的溝槽。#1瓦軸頸已經不滿足啟機條件，甲方研究決定在不揭缸的前提下，現場焊軸處理。修軸人員首先對軸頸進行脈沖冷焊，隨后通過刀口尺找平、人孔銼刀修復。這種修復方式雖然在較短的時間內修復了軸頸，人工修復的軸頸橢圓度、不柱度以及光潔度質量不高，以及焊接材料達不到廠家要求，粘度大加劇了軸瓦的磨損，軸頸修復的不合格，是造成前幾次盤車過程中軸頸頻繁磨瓦的一個重要因素。
4.3汽輪機軸系中心影響
汽輪機軸系應該為一個連續光滑的曲線，前后高中間低，轉子在該狀態下工作穩定。如果各轉子間的對輪中心偏離標準，軸承的負荷分配受到影響，各瓦塊的受力變化，進而造成#1瓦軸頸處有渦動現象，這也會造成#1瓦鎢金磨損。
5.處理措施
轉子軸頸修復完畢后，甲方需要機組盡快啟動發電，對軸頸的徹底修復以及汽輪機軸系的檢查調整時間不允許，因此我們吸取前三次盤車磨瓦的教訓后，對#1瓦下部瓦塊增加進油槽，如圖七所示。在瓦口30mm長的鎢金區域內，刮出0.50mm深的油槽，往下剩余的70mm的區域，油槽深度從0.50mm逐漸過渡到0。
采取該措施后，取得了良好的效果，盤車電流溫度穩定在45A，汽輪機順利沖轉及并網成功，#1瓦鎢金溫度穩定在68℃。
許昌龍崗發電有限責任公司#4汽輪機，軸頸修復及更換新軸承后，#1軸瓦盤車時出現磨瓦現象，在對#1瓦下瓦塊增加進油槽后，加大了軸瓦的進油量，解決了機組盤車磨瓦的問題，實現了機組的快速并網發電。
增加軸瓦的進油槽，是對該公司#4汽輪機做出的應急措施，建議#4機組利用此后的等級檢修機會，對#1瓦墊鐵、汽輪機軸系中心等進行進一步的排查處理，以實現該機組長期的安全運行。
參考文獻：
[1] 長沙理工大學，《汽輪機設備檢修》，中國電力出版社，2009年
[2] 孫為民等，《汽輪機運行與檢修技術》，中國電力出版社，2012年
（來源：鷹眼研究）