李冬
（绥中发电有限责任公司）

　　摘　要：国华绥中电厂#4机组（1000MW）在调试启动期间，发生#5轴瓦瓦温突然升高而被迫手动停机的典型事故，本文陈述了事故发生的过程，分析了事故的原因、提出了解决方法，并利用机组停运机会进行了有效治理，治理后的瓦温恢复正常，振动状态良好。本方法可为同类型机组在处理类似事故时提供参考。

　　关键词：1000MW机组；调试；汽轮机；瓦温高
　　一、设备概述
　　国华绥中电厂二期（2*1000MW）#4汽轮发电机组于2010年5月18日正式通过168小时试运。该机组由东方汽轮机厂与日本日立公司联合生产。汽轮机#1～#4轴承采用双可倾瓦式，6块钢制可倾瓦块，上下各三块，其轴瓦表面有巴氏合金层。#5～#10轴瓦采用椭圆式水平中分面结构。轴承与轴承座（端盖）的配合面为球面，以使轴承可以根椐转子挠度自动调节自已的位置。

　　表1 #5轴瓦参数

　　本机组#5轴瓦，为椭圆瓦设计，球面自位型轴瓦，其轴瓦表面有巴氏合金层，上瓦开周向油槽。油从轴颈一侧中分面处进入轴承，大部分油Z终通过轴瓦端部排出。轴瓦底部开有顶轴油口，供启停机盘车时使用（见图1与表1）。

　　图1 #5轴瓦示意图

　　二、轴瓦温度高情况介绍
　　#4机组试运期间一次整套启动的过程中汽轮机冲转过程：4月25日0：21开始冲转，#5瓦温度42℃；0：48达700r/min低速暖机，#5瓦温度59.9℃；1：32达1500r/min中速暖机，#5瓦温度83.3℃；缸温、胀差及各轴承的温度均在允许值范围内。3：39升速至2190r/min，#5瓦温度达95℃（报警值）；3：49升速至3000r/min，#5瓦温度达106℃（跳闸值为106℃），被迫手动打闸停机。对#5瓦进行检查调整后，4月30日01：30汽机开始冲转，04：38汽机转速升至3000r/min定速，05：11主机#5轴瓦温度高手动打闸停机。（见图2：4月30日停机时5号轴承温度曲线）。

 图2 事故过程中汽轮机转速与轴承温度曲线

　　三、导致瓦温高的原因分析
　　影响轴瓦温度的主要因素有轴承安装质量、润滑油供油量、轴瓦的功耗大小（与轴瓦载荷成正比）。两次轴瓦温度升高都发生在汽轮机冲转的过程中，影响轴瓦标高的参数（如胀差，凝汽器真空等）均正常或无剧烈波动，由此可排除由于轴瓦标高变化使轴瓦载荷以及轴瓦功耗增加的推测。下面现根据停机后检查的具体结果作如下分析：
　　3.1轴瓦顶部间隙偏小：解体后检查轴瓦顶部间隙（分两点进行测量，压铅丝法）汽侧0.89mm，电侧0.85mm（标准0.85-1.00mm），测量值属于安装标准的下限。轴瓦间隙偏小，有助于提高轴瓦的稳定性，但不利于保持液体摩擦及油膜的形成，对轴承的冷却效果也将带来负面影响。
　　3.2轴瓦球面自复位能力不良：#5轴瓦的球面间隙经测量为0.04mm，（标准为0.04—0.09mm），为下限值。在检查轴瓦球面时，发现轴瓦体与轴瓦套球面有划伤痕迹。另外，轴瓦体定位销与瓦套销孔不同心，限制了轴承在瓦套内的活动。以上原因使#5轴瓦的球面随转子扬度变化而自动调整的能力减弱，甚至造成球面卡涩，改变轴颈与轴瓦的同心度，直接导致轴颈与轴瓦乌金的偏磨（动静摩擦，图3），使瓦温升高，是引起瓦温升高的主要原因。

图3 #5瓦下瓦乌金偏磨

　　3.3润滑油的影响：汽轮机润滑油主要作用是对汽轮发电机组轴承的润滑和冷却与清洗，影响轴瓦温度的因素主要有润滑油的清洁度、油温及油的流量。当润滑油的清洁度不达标时（NAS1638的7级标准），特别是硬质颗粒超标时，将造成轴瓦划伤；脏油进入到球面间隙中，还会造成球面卡涩，瓦温升高。进入到轴承的润滑油温高会降低润滑油对轴承的冷却效果。通过化验及查找油温曲线，发现润滑油颗粒度及入口油温均在标准范围内，由此可排除二者对瓦温的影响。检查发现润滑油回油管路中有异物，势必引起油管路的堵塞，造成回油不畅，无法满足轴承冷却对润滑油流量的要求，不能够及时带走轴承产生的热量，使热量聚集，轴承温度升高。
　　四、采取的主要改进措施
　　4.1球面间隙小对#5瓦温度升高的影响较大，本次检修对球面间隙进行了放大，从原来的0.04mm放大到上限0.09mm。
　　4.2将轴瓦顶部间隙适当放大，修后前部0.99mm；中部0.95mm；后部0.91mm（压铅丝法测量结果）。
　　4.3检查球面接触情况，对接触不良的局部部位进行打磨，使球面接触面积达75%以上，对磕伤的产生的凸点也进行了打磨，并圆滑过度。对于轴瓦体定位销与瓦套销孔不同心的问题，重新加工偏心定位销。
　　4.4为保证安装后下半轴瓦套与轴瓦体球面两侧各有0.02mm间隙，将下瓦套两侧垫铁各减0.02mm垫片。
　　4.5为增加润滑油的流量，强化润滑油对轴承的冷却效果，经厂方计算，将轴瓦润滑油进油节流孔板Φ37.5mm，更换为Φ39mm。
　　五、启动后轴瓦的状态
　　在5月5日的机组整套启动中，机组冲转后定速3000r/min，#5轴瓦温度1-3点分别为99.5℃/100.6℃/75.7℃；之后一直呈下降趋势，7月11日，#5轴瓦在840MW负荷状态下，温度1-3点分别为84℃/83℃/77℃），振动状态良好。
　　六、结论
　　轴瓦温度变化是多方面因素共同作用的结果。对于大型汽轮发电机组的球面椭圆支撑轴瓦，在振动未明显增大的情况下，轴瓦温度升高，首先考虑轴瓦负荷分配（标高）是否发生变化，其次考虑轴瓦安装方面及润滑油系统的因素。轴瓦球面间隙及球面的表面粗糙度及接触程度是影响轴瓦自位能力的重要因素，如自位能力不好，可能造成卡涩，使轴承扬度与轴颈扬度不一致，造成轴瓦偏磨。瓦顶间隙及球面间隙应尽量避免使用技术标准的下限，在不影响轴系振动的情况下可适当放大瓦顶间隙及球面间隙。制定合理的润滑油流量也是改善轴瓦温度的方法之一。
　　参考文献：
　　[1]翦天聪.汽轮机原理.中国电力出版社，1992
　　[2]谢尉扬.汽轮机轴承自位能力及其影响分析.电力期刊，2006
　　[3]张键.机械故障诊断技术.机械工业出版社，2008.9
　　[4]谢尉扬.汽轮机轴承自位能力及其影响分析.电力期刊，2006
　　[5]绥中电厂二期1000MW检修规程内部资料
　　[6]张磊，马明礼.1000MW汽轮机设备与运行.中国电力出版社，2008

来源：《城市建设理论研究（电子版）》2013年23期