650 MW汽轮机轴承温度偏高原因分析与管理

吴洪枝，赵龙，张亚楠，徐旸

（海南核电有限公司，海南昌江572733）

650 MW汽轮机轴承温度偏高原因分析与管理

吴洪枝，赵龙，张亚楠，徐旸

（海南核电有限公司，海南昌江572733）

结合某核电厂650 MW汽轮机可倾瓦轴承温度偏高故障，介绍可倾瓦工作原理，分析温度偏高的原因，并给出相应的解决方案。

汽轮机；可倾瓦；润滑油；解决方案

某核电站汽轮机为哈尔滨某汽轮机厂设计制造的HN-650型汽轮机，是一台单轴、四缸六排汽、带中间汽水分离再热器的反动凝汽式汽轮机，具有效率高、功率大、自动化水平高等优点。见图1。

图1 机组轴系示意图

1#机组正式投产前出现了2瓦轴承金属温度偏高的情况，导致机组停机转入紧急处理。

1 可倾瓦轴承工作原理

汽轮机设有一个推力轴承和8个支承轴承。“LEG”推力轴承位于1#低压缸调端的轴承箱内，为单独的滑动式自位推力轴承。在推力盘两侧的支承环内各安装8块可滑动的推力瓦块，能使所有瓦块承载均匀，而不受推力盘与轴承偏心和巴氏合金厚度不均的影响。采用“LEG”轴承，较大的减少推力轴承的耗功，提高了机组出力。高压转子和低压转子的支持轴承均采用四瓦块可倾瓦轴承，在温度变化时可保持对中，并且可倾瓦块外用球面调整销支承在轴承套内，自位性能好。

2 轴承温度偏高原因

2.1 温度信号误报警

由于电厂运行环境复杂，DCS系统中显示的温度信号不一定能完全反应实际的温度值，需保证温度测量准确才能进一步分析问题发生的原因。

DCS与温度测量装置之间距离较长，如电缆屏蔽失效易发生信号干扰，导致温度测量错误，温度测量装置损坏也会使DCS收到错误的温度信号。为使错误概率减少至最小，一般在同一测点处布置AB两路温度测量装置（一般为热电偶），如果轴承温度发生变化，则DCS收到的两列温度信号数值应该同向变化，且数值相差较小。故可通过比对两个温度信号值才能初步判定是否出现温度信号错误。通过对拆除轴承进行烘烤加温现场测温同时比对DCS侧温度示数，可以最终判定温度信号的正确性。

2.2 润滑油温过高

轴承与轴之间通过润滑油形成一定厚度的油楔，减少轴承摩擦并通过润滑油的不断循环带走摩擦产生的热量，使轴承温度保持在一个较为稳定的范围内。若润滑油循环系统散热不良，使润滑油温度过高，则将使润滑油的冷却作用降低，使轴承温度升高。同时润滑油温度过高会导致润滑油黏稠度降低，使轴承中的润滑油油楔的刚性和厚度降低，使油膜承载力减小，最终可能使油楔破裂。当油楔破裂则会导致轴承摩擦瞬间增大，使轴承温度直线上升，甚至可能发生轴承咬合的现象。通过润滑油系统各部位油温数据变化趋势可以确定油温过高原因。

2.3 润滑油质较差

润滑油应为纯度较高的油脂，保持一定的流动性和油膜的正确形成。若油质较差，则可能使油膜无法保持完整，较大的杂质颗粒极易划伤轴承金属表面，导致磨粒磨损的发生。线状划伤极易引起润滑油泄漏、油膜失效并降低动压轴承的承载力。通过对润滑油的油质进行分析，并比对划伤外观可以确定油质情况。

2.4 球面销及垫片卡涩

轴瓦背面装配有球面销和垫片，在轴承运行状态变化时使油楔保留一定的调整空间，使轴承具有自位性能，加强轴承的稳定性。当球面销及垫片出现故障时，可能导致轴瓦卡涩，使轴承下边部分轴瓦载荷分部不均匀，使局部载荷升高、油楔厚度降低，导致轴承摩擦，使轴承温度上升。通过检查球面销及垫片状态可以确定球面销及垫片的故障。

3 事故分析

2015年12月某核电站1#汽轮机组进行168前试运冲转，挂闸后，机组转速开始升高，过程中随转速升高，各轴瓦温度缓慢爬升，至1100 r/min短暂稳定时，1#轴瓦温度约52℃，2#轴瓦温度约81℃，随后继续提高汽轮机转速，通过1190 r/min时刻，2#、3#轴瓦振动值出现明显峰值，其中3#轴瓦振动峰值达约170 μm，2#瓦温达约105℃，继续升速中，2块瓦温度最高达约123℃，至2850 r/min时，2#，3#轴瓦振动值在80 μm以下，而2#轴瓦温度约95℃，由于2#瓦温度表现异常，主控进行打闸。打闸后，在汽机转速下降过程中2#瓦温度峰值达到约140℃，并有反复上下波动的情况。在汽机惰转时，2块瓦温度缓慢下降至约60℃，机组转入紧急处理中。

3.1 原因分析

停机检查后发现：下部的2块瓦块已经磨损，因此可以认定2#瓦温偏高的主要原因有3点。

（1）轴瓦局部发生磨损情况后，轴瓦间隙中存油量不足，油膜建立不良，导致瞬间润滑油的冷却和润滑效果变差。

（2）轴瓦磨损后产生的乌金碎片阻碍润滑油流动，导致冷却效果恶化。

（3）升速至2850 r/min过程中，2块瓦之间的研磨引起了3#轴瓦的较高振动，进一步促进了2#轴瓦温度升高。

3.2 处理方案

（1）组织现场人员检查轴瓦乌金，对损伤的轴瓦进行修刮，使用芯轴检查轴瓦曲率等相关参数，复核轴瓦和转子接触状况。

（2）组织厂家人员使用砂纸、润滑油对轴颈进行研磨。

（3）检查轴瓦顶隙及瓦口间隙、轴系中心，并调整至合格水平。

（4）启动润滑油净化系统进行润滑油循环、净化。机组启动后，各项指标优良。

4 结语

在对2#轴瓦修刮并调整轴系中心后重新启动汽轮机进行带核蒸汽冲转，2#轴承温度、润滑油温度和轴承振动值均正常。故轴承润滑油润滑效果差导致了一系列润滑恶化，如导致了2#轴瓦温度持续升高，致使发生烧瓦的现象。汽轮机的轴承运行参数直接反应汽轮机的运行状态，在运行过程中需高度重视轴承的状态，保证机组的安全运行；在维修过程中需注意轴承的检测和维护，避免杂质和润滑不畅导致的润滑持续恶化。

［1］李灿志.1000MW汽轮机低压缸轴瓦温度高原因分析及处理［J］.科技展望，2015，（19）.

［2］阮圣奇，胡中强，刘庆刚，张辉.汽轮机轴承金属温度偏高原因分析［J］.发电设备，2013，（1）.

〔编辑 王永洲〕

TM623

B 0前言

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2016.11.10