李云飛

　　摘　要：軸承軸瓦溫度是表征汽輪機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的重要參數(shù)，本文通過國電開遠(yuǎn)發(fā)電有限公司7號汽輪機(jī)2號軸承軸瓦溫度高的處理經(jīng)過介紹，闡述了低壓缸水平偏移對2號軸承軸瓦溫度的重要影響，對處理類似故障具有一定的借鑒意義。

　　關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；軸瓦溫度；處理及探究

　　1　機(jī)組介紹

　　國電開遠(yuǎn)發(fā)電有限公司7號機(jī)組為上汽廠生產(chǎn)的引進(jìn)型N300—16.7/538/538型亞臨界、一次中間再熱、高中壓合缸汽輪機(jī)。整個(gè)軸系包括高中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，各轉(zhuǎn)子之間用剛性聯(lián)軸器連接，共有6個(gè)軸承，其中1、2號軸承為高中壓轉(zhuǎn)子前后軸承，3、4號軸承為低壓轉(zhuǎn)子前后軸承，5、6號軸承為發(fā)電機(jī)前后軸承。機(jī)組2007年投入運(yùn)行以來，汽輪機(jī)2號軸承軸瓦溫度一直偏高，2009年機(jī)組大修中對軸瓦潤滑油路、軸瓦烏金接觸面進(jìn)行了檢查處理，對瓦枕接觸面進(jìn)行了研磨，對軸瓦溫度測量通道進(jìn)行了檢查并更換了溫度探頭，機(jī)組軸系中心按照上汽廠說明書要求進(jìn)行調(diào)整，但機(jī)組啟動后2號軸承軸瓦溫度仍然偏高；2011年機(jī)組B修中又對軸系中心進(jìn)行復(fù)查、調(diào)整，數(shù)據(jù)如下：低壓轉(zhuǎn)子比高中壓轉(zhuǎn)子高0.01mm，高中壓轉(zhuǎn)子向鍋爐側(cè)偏移0.04mm，下張口0.13mm，鍋爐側(cè)張口0.085mm。機(jī)組啟動后的數(shù)據(jù)為：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速600轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)2號軸承溫度為59.7℃/53.8℃（鍋爐側(cè)、升壓站側(cè)），軸瓦溫度差為5.9℃；轉(zhuǎn)速升到2040轉(zhuǎn)/分鐘時(shí)軸瓦溫度差上升為85.7℃/53.8℃（鍋爐側(cè)、升壓站側(cè)），軸瓦溫度差為31.9℃；轉(zhuǎn)速升到3000轉(zhuǎn)/分鐘定速后，2號軸承溫度為93℃/60.6℃（鍋爐側(cè)、升壓站側(cè)），軸瓦溫度差為32.4℃，機(jī)組帶負(fù)荷運(yùn)行一段時(shí)間后，2號軸承鍋爐側(cè)軸瓦溫度逐漸升高到了103℃，升壓站側(cè)溫度66℃，溫度差37℃。

　　通過以上數(shù)據(jù)可看出汽輪機(jī)2號軸承軸瓦溫度明顯比3號軸承軸瓦溫度要高，表明2號軸承軸瓦動載荷明顯比3號軸承大，2號軸承鍋爐側(cè)和升壓站側(cè)軸瓦動載荷分配不均：鍋爐側(cè)軸瓦載荷大，升壓站側(cè)軸瓦載荷小。

　　2　故障分析及診斷

　　雖然在7號機(jī)組大修中進(jìn)行全面檢查，又在2011年機(jī)組B修中進(jìn)行調(diào)整，但處理效果均不理想，迫使我從相關(guān)影響汽輪機(jī)軸瓦溫度的理論上進(jìn)行分析，查找問題的根源。歸納而言2瓦軸承座被加熱、凝汽器通循環(huán)水、低壓缸外缸金屬溫度變化三個(gè)因素Z有可能導(dǎo)致該機(jī)2號軸承軸瓦溫度高。

　　2.1　2號軸承座被加熱的影響：對引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)而言，由于采用高中壓合缸技術(shù)，2號軸承處于中壓缸排汽口的包圍之中，中壓缸缸體與2號軸承座之間距離狹窄，2號軸承座受中壓軸封漏汽和汽缸輻射熱影響較大。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)資料表明2號軸承座冷態(tài)與熱態(tài)相比溫度變化量可達(dá)41℃，標(biāo)高變化量可達(dá)0.4mm。若冷態(tài)軸承檢修時(shí)對此因素考慮不足，機(jī)組啟動后2號軸承載荷將會逐漸加重，導(dǎo)致軸承溫度逐步升高。同時(shí)會減輕相連的3號和1號軸承動態(tài)載荷，嚴(yán)重時(shí)還會導(dǎo)致1號、3號軸承油膜失穩(wěn)。對由于軸承座被加熱導(dǎo)致軸瓦載荷增加而使軸瓦溫度升高的故障而言，軸承兩塊下瓦（鍋爐側(cè)、升壓站側(cè)）的溫度都應(yīng)高，而不應(yīng)該出現(xiàn)一塊瓦溫度103℃，另一塊瓦溫度才66℃的情況，因此2號軸承座被加熱并非導(dǎo)致該機(jī)2號軸承兩塊下軸瓦溫度偏差大的主要因素。但如果中壓缸軸端汽封漏汽大和中壓缸缸體保溫不好，會導(dǎo)致2號軸承座熱態(tài)標(biāo)高比冷態(tài)有明顯的上升，從而加大2號軸承兩塊下軸瓦溫度偏差。

　　2.2　低壓缸外缸金屬溫度變化的影響：引進(jìn)型300MW汽輪機(jī)低壓缸外缸缸體與3號、4號軸承座相連為一體，當(dāng)?shù)蛪焊淄飧椎臉?biāo)高發(fā)生變化時(shí)，會對3號、4號軸承座的標(biāo)高產(chǎn)生影響。由于低壓缸外缸缸體外形尺寸和質(zhì)量非常大，整體剛度小，當(dāng)缸體金屬溫度變化時(shí)，缸體整體剛度也會有明顯變化，缸體金屬溫度升高，缸體剛度下降，整個(gè)低壓缸外缸在重力作用下向下變形，導(dǎo)致低壓缸外缸和低壓缸軸承下沉，低壓缸外缸缸體和低壓缸軸承的標(biāo)高下降，低壓缸軸承動載荷降低。當(dāng)?shù)蛪焊淄飧赘左w金屬溫度下降時(shí)，缸體剛度增強(qiáng)，低壓缸外缸缸體和低壓缸軸承標(biāo)高下降量減小，低壓缸軸承的動載荷相應(yīng)有所增加。當(dāng)?shù)蛪焊淄飧赘左w金屬溫度一定時(shí)，則低壓缸外缸缸體和低壓缸軸承座的標(biāo)高也相對穩(wěn)定。

　　由于低壓缸外缸金屬溫度與汽輪機(jī)排汽溫度相對應(yīng)，當(dāng)凝汽器真空變化不大時(shí)汽輪機(jī)排汽溫度變化也較小，則低壓缸外缸金屬溫度變化也不大，不會導(dǎo)致低壓缸外缸及3、4號軸承標(biāo)高冷、熱態(tài)發(fā)生大幅變化從而影響到2號軸承軸瓦溫度。

　　2.3　凝汽器通循環(huán)水的影響：該機(jī)低壓缸外缸與凝汽器外殼通過金屬膨脹節(jié)進(jìn)行聯(lián)接，當(dāng)凝汽器在通入循環(huán)水后發(fā)生垂直方向的標(biāo)高變化和水平方向的位移時(shí)會使低壓缸外缸發(fā)生相應(yīng)的變化。同時(shí)由于2、3、4號軸承座與低壓缸外缸連接為一個(gè)整體，當(dāng)?shù)蛪焊淄飧自诖髿鈮毫Α⒀h(huán)水管作用力的作用下發(fā)生變形和位移時(shí)會對2、3、4號軸承標(biāo)高和轉(zhuǎn)子軸頸與軸瓦左右相對位置產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響軸承動載荷。根據(jù)文獻(xiàn)資料介紹，國產(chǎn)300MW汽輪機(jī)冷態(tài)時(shí)，當(dāng)凝汽器通循環(huán)水后3、4號軸承標(biāo)高下降量可達(dá)0.05mm；從凝汽器通循環(huán)水、抽真空、沖轉(zhuǎn)、暖機(jī)、升速至帶負(fù)荷過程中，低壓缸調(diào)閥端向升壓站側(cè)Z大水平偏移量可達(dá)0.1mm，勵(lì)磁端向鍋爐側(cè)Z大水平偏移可達(dá)0.25mm。

　　由于2號軸承軸承箱與低壓缸連接成一個(gè)整體，因此低壓缸調(diào)閥端的水平偏移會使2號軸承隨之偏移，導(dǎo)致2號軸承下部2塊可傾瓦塊動載荷出現(xiàn)偏差，機(jī)組運(yùn)行中會出現(xiàn)兩塊瓦溫度偏差大。這與7號汽輪機(jī)2號軸承兩塊下瓦的軸瓦溫度情況吻合。為驗(yàn)證該機(jī)低壓缸在凝汽器通入循環(huán)水后是否會發(fā)生水平偏移，我對7號汽輪機(jī)低壓缸通循環(huán)水后的偏移量進(jìn)行實(shí)測，數(shù)據(jù)如下：

　　試驗(yàn)證明7號汽輪機(jī)凝汽器通循環(huán)水后2號軸承座往升壓站側(cè)發(fā)生了0.14mm的偏移，這與2號軸承鍋爐側(cè)軸瓦溫度比升壓站側(cè)軸瓦溫度高的現(xiàn)象是一致的。

　　通過以上分析可知導(dǎo)致該機(jī)2號軸承軸瓦溫度高的主要原因是：低壓缸調(diào)閥端在凝汽器通入循環(huán)水后發(fā)生了0.14mm的水平偏移，導(dǎo)致2號軸承座也發(fā)生水平偏移，致使鍋爐側(cè)的載荷大于升壓站側(cè)的載荷。

　　至于為什么處于同一軸承室內(nèi)的3號軸承的顯示的軸瓦溫度偏差不大，是由于2、3號軸承結(jié)構(gòu)形式不同（3號軸承軸瓦為橢圓瓦，2號軸承軸瓦為可傾瓦；3號軸承潤滑油量比2號軸承潤滑油量要大的多）。雖然溫度顯示偏差不大，但在機(jī)組檢修中已發(fā)現(xiàn)3號軸承下瓦鍋爐側(cè)的摩擦痕跡要比升壓站側(cè)明顯，因此可推斷3號軸承實(shí)際上也發(fā)生了水平偏移。

　　3　處理措施及實(shí)施效果

　　要減小低壓缸在凝汽器通循環(huán)水后的水平偏移量，必須減小低壓缸前后端的定位銷間隙。由于測量和調(diào)整該定位銷間隙只有在解體汽輪機(jī)后才具備條件，因此在2012年機(jī)組C修中僅僅對2號軸承靜載荷進(jìn)行了初步調(diào)整（將鍋爐側(cè)下軸瓦墊子厚道減薄0.2mm，從而將2號軸承鍋爐側(cè)下軸瓦向鍋爐側(cè)偏移0.14mm，同時(shí)向下降低0.14mm，以減輕鍋爐側(cè)下軸瓦的動載荷）。

　　機(jī)組投入運(yùn)行后2號軸承Z高點(diǎn)溫度下降了10℃，兩塊下軸瓦溫度差比調(diào)整前減小了5℃；機(jī)組帶一段時(shí)間負(fù)荷后2號軸承標(biāo)高熱態(tài)上升較為明顯：鍋爐側(cè)下軸瓦溫度的溫度值比剛開機(jī)時(shí)的溫度值升高了11℃，說明中壓缸軸端汽封漏汽和汽缸熱輻射對2號軸承座有較為明顯的加熱作用。

　　4　結(jié)論

　　7號汽輪機(jī)2號軸承下軸瓦溫度高的原因是低壓缸調(diào)閥端在凝汽器通入循環(huán)水后發(fā)生了0.14mm的水平偏移，導(dǎo)致2號軸承座也發(fā)生水平偏移，致使鍋爐側(cè)下軸瓦的載荷大于升壓站側(cè)下軸瓦的載荷。

　　要進(jìn)徹底降低7號汽輪機(jī)2號軸承鍋爐側(cè)下軸瓦溫度、消除鍋爐側(cè)與升壓站側(cè)下軸瓦溫度差，必須在機(jī)組大修時(shí)對低壓缸調(diào)閥端定位銷間隙進(jìn)行調(diào)整，盡量減小定位銷間隙。同時(shí)還要合理調(diào)整中壓缸軸端汽封間隙，且要加強(qiáng)中壓缸排汽口保溫質(zhì)量，以減少中壓缸軸端汽封漏汽、中壓缸輻射熱對2號軸承座的加熱作用。

　　文獻(xiàn)

　　[1]軸承動態(tài)標(biāo)高變化引起的轉(zhuǎn)子油膜失穩(wěn)的試驗(yàn)研究汽輪機(jī)技術(shù)2003年2月

　　[2]300MW汽輪機(jī)低壓缸和低壓缸軸承標(biāo)高變化規(guī)律的試驗(yàn)研究熱力發(fā)電2003年12期

　　[3]N300MW汽輪機(jī)組低壓缸偏移規(guī)律與機(jī)理試驗(yàn)研究汽輪機(jī)技術(shù)2001年8月