如何防止汽輪機(jī)軸瓦燒損

1、防止汽輪機(jī)軸瓦燒損 “二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求”若干問(wèn)題探討 輪機(jī)室 2008年10月 軸瓦燒損危害 在2000年底至2001年短短的幾個(gè)月中，東方汽輪機(jī)廠 先后接受了來(lái)自2個(gè)電廠的3根舊機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸的修復(fù)處 理。它們均由于“滲巴氏合金”造成了軸頸材質(zhì)的深 層脆化，無(wú)法在允許的車削范圍內(nèi)予以清除，最終不 得不作報(bào)廢處理。 軸頸的滲巴氏合金是在不正常運(yùn)行工況下，巴氏合金 低熔點(diǎn)組成元素Sn（錫）、Sb（銻）及Cu（銅）向軸 頸深層滲人，使轉(zhuǎn)子材料的局部發(fā)生組織變異及脆化 而致。 軸瓦燒損危害 某廠209號(hào)機(jī)低壓轉(zhuǎn)子5、6號(hào)軸承在1994年投運(yùn)初期曾發(fā)生過(guò)嚴(yán)重 斷油燒瓦事故，此后兩軸承一直在瓦溫偏高的狀況下

2、運(yùn)行。檢查 發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子摩擦高硬區(qū)細(xì)針狀馬氏體的存在說(shuō)明此處發(fā)生了相變 重結(jié)晶，溫度達(dá)800以上；而摩擦帶兩旁軟化區(qū)則超過(guò)轉(zhuǎn)子回火 溫度，達(dá)600以上。斷油事故不僅使轉(zhuǎn)子干摩擦區(qū)發(fā)生了相變硬 化，更使摩擦區(qū)發(fā)生了巴氏合金的沿晶滲入，特別是硬化帶的兩 側(cè)既是軟化區(qū)，又是相變硬化淬火的拉應(yīng)力集中區(qū)，其深層滲入 就更為強(qiáng)烈。Sn（錫）、Sb（銻）及Cu（銅）元素在轉(zhuǎn)子材料晶 界的富集使軸頸局部區(qū)材料失去了原有的高強(qiáng)度與高韌性，長(zhǎng)期 運(yùn)行后優(yōu)先在摩擦帶兩旁的低強(qiáng)度軟化區(qū)里，由低熔點(diǎn)的白色相 組織發(fā)生開裂成為宏觀裂紋。 因此，電廠在發(fā)生燒瓦之后，更換軸承的同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)軸頸摩擦 區(qū)材料微觀組織的監(jiān)督檢查。

3、潤(rùn)滑油在軸承中的作用 由于潤(rùn)滑油的存在，油品具有一定的潤(rùn)滑性和粘度， 在轉(zhuǎn)子的軸頸和軸承烏金固體的光滑表面上形成連續(xù) 不斷的油膜層，從而以摩擦系數(shù)約為0.0010.01的液體 摩擦代替固體摩擦（摩擦系數(shù)為0.10.4），大大減少 了阻力，防止了軸的磨損和毀壞； 另一方面，運(yùn)行中的汽輪機(jī)油，通過(guò)循環(huán)流動(dòng)，不斷 帶走軸承部分的熱量以及油流高速運(yùn)動(dòng)摩擦所產(chǎn)生的 熱量，油作為傳熱介質(zhì)，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的有關(guān)設(shè)備，起到 冷卻、散熱的作用。 此外，還同時(shí)起到?jīng)_洗和減振的作用。 軸瓦燒損的三種根本原因 軸瓦燒損的三種主要原因 潤(rùn)滑油原因：正常運(yùn)行或啟停過(guò)程中，由于軸承潤(rùn)滑油壓突然中 斷或油質(zhì)惡化，使軸承油膜無(wú)法建立

4、或被破壞，引起軸瓦損壞； 安裝檢修原因：由于安裝和檢修時(shí)軸瓦間隙不臺(tái)理，軸系中心偏 移等原因引起轉(zhuǎn)軸與軸瓦之間產(chǎn)生動(dòng)靜摩擦，造成軸瓦損壞。 軸瓦本身問(wèn)題：軸瓦制造或加工時(shí)質(zhì)量存在問(wèn)題，如軸瓦鎢金層 有裂紋、脫胎等，在運(yùn)行中造成軸瓦損壞。 軸瓦燒損表征 潤(rùn)滑油系統(tǒng)油泵的自動(dòng)聯(lián)鎖裝置設(shè)計(jì)、變更、安裝不 臺(tái)理或運(yùn)行中未將保護(hù)投入，當(dāng)事故停機(jī)時(shí)不能正常 聯(lián)動(dòng)，造成斷油，引起軸瓦損壞。 如：珠江電廠一臺(tái)300 MW機(jī)組原設(shè)計(jì)的潤(rùn)滑油泵聯(lián)鎖裝置不完善。在安 裝過(guò)程中，設(shè)計(jì)院根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)原有的二次回路進(jìn)行變更。但由于 二次回路變更不臺(tái)理，移交生產(chǎn)后，電廠也未及時(shí)復(fù)核圖紙和設(shè)計(jì)變更 單，在停機(jī)工況下也未做

5、過(guò)低油壓聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)。 1994年3月，由于保護(hù)誤 動(dòng)，造成故障停機(jī)時(shí)，交直流潤(rùn)滑油泵均未能聯(lián)動(dòng)，而運(yùn)行人員也未嚴(yán) 密監(jiān)視潤(rùn)滑油壓，及時(shí)手動(dòng)開啟交、直流油泵，引起軸承斷油燒瓦。 軸瓦燒損表征 主油泵或射油器出口逆止悶關(guān)不嚴(yán)或未關(guān)。造 成潤(rùn)滑油壓低于規(guī)定值，導(dǎo)致機(jī)組發(fā)生斷油燒 瓦例。 如：1999年12月，太原市第一熱電廠一臺(tái)300MW機(jī)組在緊急打閘 過(guò)程中，由于主油泵故障，射油器出口逆止門未關(guān)，交流油泵供 出的油通過(guò)射油器出口逆止門及射油器返回主油箱，造成潤(rùn)滑油 壓下降到29 kPa以下，機(jī)組發(fā)生斷油燒瓦。 軸瓦燒損表征 潤(rùn)滑油系統(tǒng)的切換操作，如切換冷油器、濾網(wǎng) 以及啟動(dòng)定速后停用啟動(dòng)油泵等，未認(rèn)

6、真執(zhí)行 操作票制度，切換過(guò)程中由于操作不當(dāng)或監(jiān)護(hù) 不嚴(yán)，造成斷油，引起軸瓦損壞。 再如：1986年4月，佳木斯發(fā)電廠7號(hào)機(jī)組起動(dòng)并網(wǎng)后，在投入1號(hào) 冷油器時(shí)由于運(yùn)行人員誤操作，即誤將冷油器油側(cè)出口門關(guān)死， 造成了機(jī)組軸承燒損事故的發(fā)生。 軸瓦燒損表征 油系統(tǒng)閥門的安裝不符合標(biāo)準(zhǔn)，門桿斷裂或閥 芯脫落時(shí)，造成斷油，引起軸瓦損壞。 軸瓦燒損表征 油質(zhì)不合格，油溫過(guò)高或過(guò)低，油混入水使油水解， 造成軸承油膜無(wú)法建立或被破壞，引起軸瓦損壞。 由于設(shè)計(jì)、安裝、制造和運(yùn)行情況的具體不同，不同 的機(jī)組對(duì)潤(rùn)滑油變溫特性表現(xiàn)各異，有的機(jī)組對(duì)油溫 的變化非常敏感，尤其是在油溫低于36的情況下， 可能產(chǎn)生油膜失穩(wěn)的

7、惡劣后果。 推薦進(jìn)行潤(rùn)滑油的變溫特性試驗(yàn)，摸清機(jī)組軸承的振 動(dòng)性能，積極采取相應(yīng)的對(duì)策，以保證機(jī)組的安全穩(wěn) 定運(yùn)行。 軸瓦燒損表征 潤(rùn)滑油參數(shù)（溫度）的變化可能導(dǎo)致油膜的不穩(wěn)定 渦動(dòng)，致使油膜力激發(fā)振動(dòng)，引起油鍥“推動(dòng)”軸 在軸承中運(yùn)動(dòng)，在旋轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生不穩(wěn)定力使轉(zhuǎn)子發(fā) 生渦動(dòng)（正進(jìn)動(dòng)）。在系統(tǒng)內(nèi)存阻尼不夠大的情況 下，出現(xiàn)較大的不穩(wěn)定振動(dòng)，當(dāng)油膜渦動(dòng)的頻率等 于系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，發(fā)生油膜振蕩。在1998年大 同、秦嶺2臺(tái)200MW機(jī)組發(fā)生的毀機(jī)事故，一種看 法就是發(fā)生了油膜振蕩所致。 軸瓦燒損表征 隨著潤(rùn)滑油溫度的降低，支持軸承回油溫度降低，但 軸承潤(rùn)滑油溫升逐漸加大，對(duì)機(jī)組的潤(rùn)滑和冷卻效果

8、不利。我國(guó)原中華人民共和國(guó)電力工業(yè)部頒電力工 業(yè)技術(shù)管理規(guī)范（1980.5.5）3.6.24條指出，軸承潤(rùn) 滑油溫升宜在15以內(nèi)。 對(duì)于潤(rùn)滑油溫度變化振動(dòng)特性不敏感的機(jī)組，仍然推 薦正常運(yùn)行時(shí)，保持油溫在38 45范圍內(nèi)，以取 得良好的潤(rùn)滑和冷卻效果。為保證汽機(jī)軸承運(yùn)行的正 常，在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升至2500r/min以前，軸承入口的油 溫一般應(yīng)達(dá)到35以上。 軸瓦燒損表征 軸承及潤(rùn)滑油系統(tǒng)的測(cè)量?jī)x表不準(zhǔn)確。使運(yùn)行 人員判斷失誤，造成斷油引起軸瓦損壞。 軸瓦燒損表征 新安裝或大修后的汽輪機(jī)組在進(jìn)行油系統(tǒng)沖洗 時(shí)，由于沖洗、清理不徹底，使制造廠或安裝、 大修過(guò)程中遺留的鐵屑或雜物在運(yùn)行中被帶人 軸承，

9、造成軸承摩擦，引起軸瓦損壞。 如：1995年湛江發(fā)電廠一臺(tái)新安裝的300 MW機(jī)組，在汽輪機(jī)油 系統(tǒng)沖洗后，未認(rèn)真處理主油箱濾網(wǎng)內(nèi)部遺留的鐵屑，在機(jī)組投 運(yùn)后，鐵屑被帶人軸承，造成軸承摩擦引起軸瓦損壞，振動(dòng)增 大。 軸瓦燒損表征 發(fā)生水沖擊等造成軸向位移突然超過(guò)允 許值而軸向位移保護(hù)失靈或未投。引 起推力瓦工作面或非工作面損壞。 軸瓦燒損表征 汽輪機(jī)大軸彎曲或汽缸變形，造成軸承 動(dòng)靜摩擦，引起軸瓦損壞。 如：1999年4月華能汕頭電廠一臺(tái)300 MW 機(jī)組在啟動(dòng) 過(guò)程中，由于運(yùn)行人員檢查不到位，監(jiān)視不嚴(yán)，造成 汽輪機(jī)高壓轉(zhuǎn)子彎曲，引起軸承油擋磨損。 防范措施 新設(shè)備投產(chǎn)前的調(diào)試、試運(yùn)行和驗(yàn)收工

10、作， 必須對(duì)設(shè)備的主保護(hù)、自動(dòng)裝置、重要儀 表予以高度重視，嚴(yán)格把關(guān)。按技術(shù)管理 法規(guī)/行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)/企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)規(guī)定，對(duì)重 要保護(hù)及自動(dòng)裝置尚未投入或不完整的， 不準(zhǔn)啟動(dòng)，不予驗(yàn)收。 防范措施 投產(chǎn)及大修后的機(jī)組專業(yè)技術(shù)人員要 全面審核圖紙和設(shè)備變更情況，查核各 種保護(hù)是否完備，各自動(dòng)裝置是否可靠， 各定值是否準(zhǔn)確，一旦發(fā)現(xiàn)隱患，立即 消除，防患未然。 防范措施低油壓聯(lián)鎖 汽輪機(jī)的輔助油泵及自啟動(dòng)裝置，應(yīng)按運(yùn)行規(guī)程 定期進(jìn)行試驗(yàn)(如每周)，并形成規(guī)范的記錄，保證 處于良好的備用狀態(tài)。 機(jī)組啟動(dòng)前(盤車裝置一旦投入)輔助油泵必須處于 聯(lián)動(dòng)狀態(tài)。機(jī)組正常停機(jī)前，應(yīng)進(jìn)行輔助油泵的 全容量啟動(dòng)、聯(lián)鎖試驗(yàn)

11、。 尤其針對(duì)套裝油管路系統(tǒng)，由于油箱容積的限制， 為了便于布置油泵，交、直流潤(rùn)滑油泵、氫密封 備用油泵及注油器的吸入口較為集中，因此，各 吸油設(shè)備間互有干擾。應(yīng)反復(fù)試驗(yàn)在各種情況下 的啟動(dòng)情況，以確保安全。 防范措施低油壓聯(lián)鎖 汽輪機(jī)的輔助油泵及自啟動(dòng)裝置試驗(yàn)裝置在設(shè) 計(jì)階段就應(yīng)納入，安裝階段嚴(yán)格驗(yàn)收。原則是： 操作方便，放油緩慢，觀察油壓明晰。 潤(rùn)滑油壓壓力低感受元件，可以是壓力變送器 或壓力開關(guān)，其邏輯設(shè)計(jì)有硬聯(lián)接，也有通過(guò) DCS邏輯設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，或采取兩種方式冗余。 防范措施 對(duì)某哈汽型200MW機(jī)組轉(zhuǎn)子惰走潤(rùn)滑油壓暫態(tài) 過(guò)程研究表明，該型汽輪機(jī)在交流潤(rùn)滑油泵運(yùn) 轉(zhuǎn)的情況下，打閘后轉(zhuǎn)子從3

12、000r/min惰走中， 轉(zhuǎn)速n約在1804r/min時(shí)，主油泵入口壓力幾乎 降為0，油泵穩(wěn)定油流狀況受到破壞；雖然交 流潤(rùn)滑油泵出力在增加，但潤(rùn)滑油母管壓力p 呈下降趨勢(shì)。至1912r/min時(shí)，號(hào)射油器出口 逆止門才關(guān)閉，過(guò)渡到由交流潤(rùn)滑油泵單獨(dú)提 供潤(rùn)滑油。 防范措施 圖中：1交流潤(rùn)滑油泵電流 I/I0 (I0=50A)；2潤(rùn)滑油母管壓力 plub/plub0(plub0=0.20MPa)； 3汽機(jī)轉(zhuǎn)速 n/n0(n0=3000r/min)；4主油泵出口壓力 pout/pout0(pout0=2.02MPa)；5 主油泵入口壓力 pin/pin0(pin0=0.12MPa) 010020

13、0300400500600700 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 5 4 3 2 1 F ED C BA 參 數(shù) 相 對(duì) 值 時(shí) 間 T (s) 防范措施 直流潤(rùn)滑油泵、直流密封油泵的電源應(yīng)可靠。 不得自帶有保護(hù)電機(jī)過(guò)熱的熱偶保護(hù)。交流潤(rùn) 滑油泵電源的接觸器，應(yīng)采取低電壓延時(shí)釋放 措施，同時(shí)要保證自投裝置動(dòng)作可靠，其電源 電纜應(yīng)采用可靠防火措施或采用耐火電纜。 如：青島電廠300MW機(jī)組的直流油泵，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)未設(shè)任何保 護(hù)，但在制造廠家出廠時(shí)自帶有保護(hù)電機(jī)過(guò)熱的熱偶保護(hù)，在緊 急狀態(tài)下直流油泵在運(yùn)行中熱偶保護(hù)動(dòng)作，直流油泵跳閘，造成 了機(jī)組軸承燒損事故的發(fā)生。 再如：1999

14、年寶雞二電廠一臺(tái)300MW機(jī)組，由于送風(fēng)機(jī)事故按鈕 觸點(diǎn)絕緣低跳閘，造成機(jī)組跳閘、解列，保安段電源低電壓保護(hù) 動(dòng)作，由于供電方式設(shè)計(jì)的不合理使交流潤(rùn)滑油泵失電，而直流 潤(rùn)滑油泵因開關(guān)合閘回路故障又未能成功開啟，從而造成了軸承 燒損事故的發(fā)生。 防范措施 涉及潤(rùn)滑油系統(tǒng)的切換操作，如切換冷油器、 濾網(wǎng)及啟動(dòng)定速后停用啟動(dòng)油泵等，均應(yīng)填用 操作票，在班長(zhǎng)(主值)監(jiān)護(hù)下按操作票順序緩 慢進(jìn)行，操作中應(yīng)同主控員保持密切聯(lián)系，嚴(yán) 密監(jiān)視潤(rùn)滑油壓變化，同時(shí)操作中必須事先對(duì) 可能存有空氣的設(shè)備、部件進(jìn)行充分排氣，嚴(yán) 防切換操作過(guò)程中斷油。 防范措施 機(jī)組啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行中，軸瓦鎢金溫度或回 油溫度(含推力瓦

15、、密封瓦)達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程規(guī)定 的停機(jī)值時(shí)，應(yīng)果斷停機(jī)。 在機(jī)組運(yùn)行中，各支持軸承、推力軸承和密封瓦的金屬溫度，均 不應(yīng)高于制造廠規(guī)定值，一般在90以下，主軸承溫度測(cè)點(diǎn)緊貼 鎢金面的允許金屬溫度到95。東方汽輪機(jī)廠鑄造錫基巴氏合金 ZSnSb11Cu6的固相點(diǎn)溫度為240，液相點(diǎn)溫度為370，其最高 使用溫度不得超過(guò)100。 引進(jìn)型機(jī)組一般為107報(bào)警，112應(yīng)緊急停機(jī)。回油溫度不宜 超過(guò)65，超過(guò)75時(shí)應(yīng)立即打閘停機(jī)。 對(duì)于軸瓦的溫度保護(hù)，現(xiàn)在的新機(jī)組，一般都直接是接入ETS保 護(hù)的，比較老的機(jī)組就是由運(yùn)行人員依據(jù)溫度值來(lái)手動(dòng)停機(jī) 防范措施 停機(jī)時(shí)，應(yīng)設(shè)專人監(jiān)視潤(rùn)滑油壓和軸瓦溫度， 按規(guī)定及時(shí)投

16、入交、直流潤(rùn)滑油泵。運(yùn)行人員 還必須熟悉交直流潤(rùn)滑油泵工作失常情況的緊 急處理方法。 如：1994年3月，珠江電廠發(fā)生2號(hào)機(jī)300MW機(jī)組的軸承燒損事故。 其事故原因是由于保護(hù)誤動(dòng)作，使發(fā)電機(jī)解列，主汽門關(guān)閉，潤(rùn) 滑油壓隨轉(zhuǎn)速下降而降低，當(dāng)油壓降至0.07MPa和0.06MPa時(shí)，交、 直流潤(rùn)滑油泵沒(méi)有聯(lián)動(dòng)，而運(yùn)行人員也沒(méi)有嚴(yán)密監(jiān)視潤(rùn)滑油壓， 手動(dòng)開啟交、直流潤(rùn)滑油泵不及時(shí)，導(dǎo)致了機(jī)組軸承嚴(yán)重?zé)龘p事 故的發(fā)生。 防范措施 在機(jī)組啟停過(guò)程中，應(yīng)按制造廠規(guī)定的轉(zhuǎn)速啟 停頂軸油泵，記錄各軸承頂起油壓值。 啟、停機(jī)過(guò)程狀態(tài)和參數(shù)記錄應(yīng)記錄頂軸油壓。 正常運(yùn)行時(shí)，該油壓反映軸承油膜壓力，也應(yīng) 納入記錄，

17、并為每一軸承建立正常運(yùn)行壓力范 圍值，每當(dāng)數(shù)值發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)進(jìn)行專項(xiàng)分析 和檢查。 防范措施 汽輪機(jī)油系統(tǒng)的管材要符合要求，變徑管應(yīng)采用鍛制 式，大管徑可采用鋼板焊制，禁止使用抽條冷作變徑 管。油系統(tǒng)的法蘭應(yīng)盡可能使用對(duì)焊短管法蘭，使法 蘭焊接時(shí)不變形。 為防止由于閥門損壞造成斷油事故，要求油系統(tǒng)嚴(yán)禁 使用鑄鐵閥門。油系統(tǒng)閥門不得在水平管道上立式安 裝，以防止由于門芯脫落導(dǎo)致油管道堵塞。 為防止誤操作和在緊急情況下能迅速找到閥門，要求 主要閥門要有明顯的標(biāo)志牌和掛有“禁止操作”警告 牌。 為防止由于濾網(wǎng)堵塞而造成斷油事故，在潤(rùn)滑油管道 上不宜裝設(shè)濾網(wǎng)。如果要裝設(shè)濾網(wǎng)，則必須要有可靠 的防止濾網(wǎng)

18、堵塞和破損的安全措施。 防范措施 主油泵或射油器出口逆止門應(yīng)選擇質(zhì)量 可靠的產(chǎn)品。檢修中應(yīng)注意主油泵出口 逆止門的狀態(tài)，防止停機(jī)過(guò)程中斷油。 防范措施 油系統(tǒng)油質(zhì)應(yīng)按規(guī)程要求定期進(jìn)行化驗(yàn)。如若 油質(zhì)劣化應(yīng)及時(shí)處理。在油質(zhì)及清潔度超標(biāo)的 情況下，嚴(yán)禁機(jī)組啟動(dòng)。 如：1991年1月，沙嶺子發(fā)電廠發(fā)生300MW機(jī)組軸承損壞事故。 在機(jī)組試運(yùn)行過(guò)程中，47號(hào)軸承軸頸、軸承發(fā)生嚴(yán)重磨損，其 原因是油質(zhì)太臟所致。事故后，將冷油器解體檢查后，清理出很 多焊渣，調(diào)節(jié)部套和軸承箱中發(fā)現(xiàn)有殘留雜物。因此，為了防止 由于油質(zhì)不合格引起的軸承損壞事故，要求安裝和檢修時(shí)要徹底 清理油系統(tǒng)，確保油系統(tǒng)清潔和無(wú)雜物。 防范

19、措施 油位計(jì)、油壓表、油溫表及相關(guān)的信號(hào)裝置， 必須按規(guī)程要求裝設(shè)齊全、指示正確，并定期 進(jìn)行校驗(yàn)。 加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行機(jī)組軸瓦鎢金溫度、潤(rùn)滑油溫度的 監(jiān)視。 安裝和檢修時(shí)要徹底清理油系統(tǒng)雜物，嚴(yán)防檢 修中遺留雜物堵塞管道 防范措施 機(jī)組正常運(yùn)行及啟停過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)機(jī)組振 動(dòng)、軸向位移、脹差等參數(shù)的監(jiān)視。發(fā)現(xiàn)異常 要及時(shí)處理。 機(jī)組在振動(dòng)不合格的情況下運(yùn)行危害很多。比如：轉(zhuǎn)子和軸承由 于長(zhǎng)期處于振動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行，其本身金屬材料會(huì)產(chǎn)生疲勞，從而 降低了其使用壽命。由于轉(zhuǎn)子振動(dòng)大會(huì)使軸承表面的鎢金受到損 害，輕者會(huì)出現(xiàn)鎢金碾損現(xiàn)象，重者會(huì)發(fā)生軸承鎢金脫胎甚至軸 承燒損事故。而且轉(zhuǎn)子振動(dòng)過(guò)大，也易發(fā)生動(dòng)、靜

20、部分摩擦。 防范措施 當(dāng)運(yùn)行中發(fā)生水沖擊、瞬時(shí)斷油或其他 可能引起軸瓦損壞的異常情況后，應(yīng)查 明軸瓦確實(shí)未損壞，才能重新啟動(dòng)機(jī)組。 防范措施 汽輪機(jī)禁止在下列狀態(tài)啟動(dòng)： 1) 任何一臺(tái)油泵或其自啟動(dòng)裝置有故障； 2) 油質(zhì)不臺(tái)格或油溫低于規(guī)定的極限值； 3) 轉(zhuǎn)子撓度指示大于規(guī)定的極限值； 4) 汽輪機(jī)上下汽缸金屬溫度差大于規(guī)定的 極限值； 5) 轉(zhuǎn)子與汽缸的膨脹差大于規(guī)定的極限值。 小結(jié) 汽輪機(jī)軸瓦損壞會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)組的安全 運(yùn)行，各火電廠根據(jù)機(jī)組的實(shí)際情況應(yīng) 認(rèn)真分析可能造成汽輪機(jī)軸瓦損壞的原 因，并制定出切實(shí)可行的防范措施是非 常必要的。 軸瓦損壞實(shí)例 鄒縣發(fā)電廠2號(hào)機(jī)組是上海汽輪機(jī)廠設(shè)計(jì)

21、生產(chǎn) 的N300-165/550/550型亞臨界壓力，四缸四排 汽，中間再熱沖動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)。 該機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)，多次發(fā)生3號(hào)軸承座內(nèi)的4、 5號(hào)瓦異常振動(dòng)、脫胎、化瓦，造成事故停機(jī)， 嚴(yán)重影響機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 軸瓦損壞實(shí)例原因分析 一、 轉(zhuǎn)子軸向位移過(guò)大 轉(zhuǎn)子軸向位移過(guò)大，發(fā)生動(dòng)靜碰磨，使 軸瓦振動(dòng)加劇，造成化瓦，脫胎。 軸瓦損壞實(shí)例原因分析 二、 高中壓缸膨脹不暢 2號(hào)機(jī)組1、2號(hào)軸承座落在帶有“米”字槽的 基礎(chǔ)臺(tái)板上，軸承座與基礎(chǔ)臺(tái)板之間有高溫潤(rùn) 滑脂潤(rùn)滑。由于臺(tái)板“米”字形槽道過(guò)長(zhǎng)，給 潤(rùn)滑脂的徹底更換造成極大困難。高溫潤(rùn)滑脂 長(zhǎng)期在高溫下工作，性能下降，加之汽輪機(jī)高 中壓缸支承方

22、式為上缸支承，汽缸膨脹時(shí)，軸 承座受力部位偏高且因軸承座剛性不足而變形， 使滑銷系統(tǒng)產(chǎn)生卡澀，汽缸膨脹不暢，造成轉(zhuǎn) 子振動(dòng)加劇，降低了油膜質(zhì)量，造成化瓦、脫 胎。 軸瓦損壞實(shí)例原因分析 三、 油中帶水含雜質(zhì) 由于2號(hào)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)高中壓缸膨脹不暢，造成 迷官式軸封系統(tǒng)的高低齒發(fā)生碰磨，使軸封漏 汽進(jìn)入軸承座，造成油中帶水。 另外，油箱濾網(wǎng)框架凹凸不平，且框架下部與 油箱裝設(shè)濾網(wǎng)的溝槽接觸不良、嚴(yán)密性差，不 易將雜質(zhì)隔離在濾網(wǎng)之前，降低了潤(rùn)滑油精度， 惡化了軸瓦工作環(huán)境。 軸瓦損壞實(shí)例原因分析 四、 負(fù)荷晃動(dòng) 2號(hào)機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)頻以來(lái)，高壓調(diào)節(jié)汽門大 多數(shù)時(shí)間處于節(jié)流狀態(tài)，形成低頻振動(dòng)，使機(jī) 組負(fù)荷

23、晃動(dòng)。 另外，由于機(jī)組采用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，油中帶水， 含雜質(zhì)，也使調(diào)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生卡澀，使負(fù)荷晃動(dòng) 加劇，惡化了軸瓦的工作環(huán)境。 軸瓦損壞實(shí)例改進(jìn)措施 一、調(diào)整軸向間隙確保轉(zhuǎn)子動(dòng)力級(jí)與隔板間隙。 2號(hào)機(jī)組中壓缸檢修前通流(A、B向)間隙均小 于設(shè)計(jì)值1mm2mm，為確保機(jī)組安全，對(duì)中 壓缸通流間隙進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)整處理，即高中壓轉(zhuǎn) 子對(duì)輪調(diào)整墊片加厚1mm。 軸瓦損壞實(shí)例改進(jìn)措施 二、改進(jìn)軸承座滑板 軸承座臺(tái)板的“米”字型槽增加直徑為10 mm的回油槽道，縮短 潤(rùn)滑脂的流程，降低潤(rùn)滑脂流動(dòng)阻力，使新潤(rùn)滑脂能更順暢地替 換舊潤(rùn)滑脂，保持臺(tái)板上的潤(rùn)滑性能。 軸瓦損壞實(shí)例改進(jìn)措施 三、定期更換潤(rùn)滑脂 為確保潤(rùn)滑

24、脂的性能，應(yīng)定期對(duì)其進(jìn)行更換。 四、 確保油箱濾網(wǎng)完好 修補(bǔ)油箱濾網(wǎng)框架，保證濾網(wǎng)框架四周光潔平整，確 保濾網(wǎng)框架與油箱結(jié)合面的嚴(yán)密性，確保油質(zhì)潔凈， 優(yōu)化軸瓦潤(rùn)滑環(huán)境。 軸瓦損壞實(shí)例改進(jìn)措施 五、優(yōu)化機(jī)組動(dòng)態(tài)特性曲線 優(yōu)化機(jī)組動(dòng)態(tài)特性曲線，重新調(diào)整各調(diào)門的重疊度，適當(dāng)提高低 負(fù)荷下開度較小的調(diào)門開度，減小因節(jié)流造成的低頻振動(dòng)，減小 預(yù)啟閥預(yù)啟間隙，確保閥門結(jié)合面平整無(wú)凹凸，消除低頻振動(dòng)。 軸瓦損壞實(shí)例鄒縣電廠2號(hào)機(jī) 小結(jié) 鄒縣電廠2號(hào)汽輪發(fā)電機(jī)組軸瓦損壞主要是由 中壓轉(zhuǎn)子熱不平衡和高中壓缸膨脹不暢，使各 軸瓦負(fù)荷分配不合理造成的。 采取了上述改進(jìn)措施后，消除了隱患，保證了 機(jī)組安全運(yùn)行。 軸

25、瓦損壞實(shí)例河津電廠1號(hào)機(jī) 河津發(fā)電廠一期工程安裝了2臺(tái)日本三菱公司 制造的350 MW 燃煤汽輪發(fā)電機(jī)組。 汽輪機(jī)型號(hào)為TC2F.35.4亞臨界、一次中間再熱、 反動(dòng)式、單軸雙缸(高、中壓缸為合缸)雙排汽 凝汽式汽輪機(jī)，高、中、低壓轉(zhuǎn)子均為實(shí)心結(jié) 構(gòu)； 發(fā)電機(jī)為三菱電機(jī)公司制造的MB-J臥式全氫內(nèi) 冷、穩(wěn)極、全靜態(tài)可控硅整流勵(lì)磁發(fā)電機(jī)。 軸瓦損壞實(shí)例過(guò)程 1號(hào)機(jī)組于2002年9月17日停運(yùn)進(jìn)行投產(chǎn)后的第 一次檢查性大修。為使汽輪機(jī)缸體金屬溫度盡 快降下來(lái)，1號(hào)機(jī)組采用滑參數(shù)停機(jī)，最終在 高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度降至320后停運(yùn)。 為檢查3000r/min空負(fù)荷下的各瓦軸振動(dòng)值，特 在機(jī)組停運(yùn)后，準(zhǔn)

26、備重新沖車至額定轉(zhuǎn)速下進(jìn) 行測(cè)試工作。 沖轉(zhuǎn)過(guò)程中，出現(xiàn)了1瓦瓦溫瞬間增高異常。 軸瓦損壞實(shí)例過(guò)程 1號(hào)機(jī)組打閘停機(jī)后，70min后轉(zhuǎn)速惰走至0，啟動(dòng)盤車。 這時(shí)，各瓦瓦溫均有不同程度上升，其中1瓦瓦溫上升 的幅度最大達(dá)20 。 盤車維持運(yùn)轉(zhuǎn)40min后，重新進(jìn)行自動(dòng)沖轉(zhuǎn)，升速率設(shè) 定為300r/min。再次沖轉(zhuǎn)時(shí)的有關(guān)參數(shù)：主汽壓力 8.2MPa，溫度420，再熱汽溫度408，偏心40m， 調(diào)節(jié)級(jí)金屬溫度310，潤(rùn)滑油溫30。 當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速升至180r/min時(shí)，1瓦瓦溫由52突升至 120，立即打閘，該溫度降低至110又突然返升至 145，此后該瓦溫隨轉(zhuǎn)速回降至52。 軸瓦損壞實(shí)例軸瓦損壞情

27、況 該型機(jī)組高、中壓轉(zhuǎn)子1、2號(hào)軸承均采用四瓦塊可傾 瓦，低壓轉(zhuǎn)子的3、4號(hào)軸承采用三瓦塊可傾瓦。1瓦每 塊鎢金面寬弧長(zhǎng)為210mm200mm，2瓦每塊鎢金面 寬弧長(zhǎng)為235mm250mm。 檢修檢查發(fā)現(xiàn)，下2塊瓦均有不同程度磨痕，左下瓦磨 痕約130mm130mm(中部)，右下瓦磨痕約 100mm140mm，同時(shí)2瓦也有少量磨痕，左右下瓦磨 痕約235mm100mm。 在機(jī)組大修解體過(guò)程中，對(duì)發(fā)電機(jī)2塊接地碳刷特地進(jìn) 行了檢查，2塊碳刷與大軸接觸面均有劃痕，其中1塊 四周均有不同程度的缺角、裂痕，在機(jī)組運(yùn)行中碳刷 磨損量較大，其周圍的碳粉較多，最頻繁時(shí)每周需更 換一次碳刷。 軸瓦損壞實(shí)例原因

28、分析 三菱公司該型350MW機(jī)組各種狀態(tài)啟動(dòng)時(shí)，均按如下 程序設(shè)定執(zhí)行：由盤車開始升速過(guò)程時(shí)，潤(rùn)滑油溫設(shè) 定為30。當(dāng)轉(zhuǎn)速高于600r/min時(shí)，潤(rùn)滑油溫設(shè)定值自 動(dòng)由30變?yōu)?0；在停機(jī)過(guò)程中，當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速低于 600r/min，潤(rùn)滑油溫設(shè)定值自動(dòng)由40變?yōu)?0。 升速過(guò)程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速超600r/min后，實(shí)際油溫值開始緩 慢升高到40時(shí)需30min35min。 對(duì)于熱態(tài)或極熱態(tài)啟動(dòng)的機(jī)組來(lái)說(shuō)，此時(shí)早已達(dá)到了 額定轉(zhuǎn)速，甚至已并網(wǎng)帶負(fù)荷運(yùn)行，潤(rùn)滑油溫未能與 主機(jī)轉(zhuǎn)速同步升起；而在機(jī)組停運(yùn)過(guò)程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速降 至600r/min以下時(shí)，潤(rùn)滑油溫設(shè)定值變?yōu)?0，實(shí)際油 溫降至該值只需5min6min。

29、軸瓦損壞實(shí)例原因分析 日方專家分析認(rèn)為，發(fā)電機(jī)碳刷(共2塊，分布在5瓦處)維護(hù) 不佳，接地碳刷與大軸不能可靠接觸，造成汽輪機(jī)組軸系 產(chǎn)生軸電流，尤其在主機(jī)轉(zhuǎn)速較低，軸瓦與轉(zhuǎn)子間油膜很 薄、油膜未能良好形成的情況下，大軸、軸瓦表面均產(chǎn)生 電氣腐蝕而形成針眼點(diǎn)蝕坑。 在大修檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)推力軸承處也有同樣的針眼點(diǎn)， 在轉(zhuǎn)速較低(如盤車、停機(jī)惰走、機(jī)組啟動(dòng)沖車初期)、油膜 薄弱的情況下，大軸與軸瓦點(diǎn)蝕坑局部處油膜更薄，更加 劇了點(diǎn)蝕的發(fā)展。此時(shí)軸電流傳至距碳刷較遠(yuǎn)的軸瓦處擊 穿油膜放電，1、2號(hào)瓦內(nèi)的油膜被破壞，軸瓦磨損，對(duì)應(yīng) 的轉(zhuǎn)子軸頸上光潔度也不同程度地有所降低。當(dāng)瓦內(nèi)鎢金 表面產(chǎn)生點(diǎn)蝕坑后，

30、日方要求大軸表面光潔度達(dá)8/1000mm 以下，實(shí)際所測(cè)值達(dá)16/1000mm，最大值已達(dá)24/1000mm 。 軸瓦損壞實(shí)例原因分析 主機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)達(dá)4h的強(qiáng)迫冷卻后，高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子 表面受著拉應(yīng)力，而這種機(jī)組轉(zhuǎn)子為實(shí)心轉(zhuǎn)子， 內(nèi)部承受整體應(yīng)力很大，在如此的應(yīng)力作用下， 再進(jìn)行沖轉(zhuǎn)，原本表面拉應(yīng)力的轉(zhuǎn)子突然受到熱 沖擊而受壓應(yīng)力，導(dǎo)致偏心突大，造成1號(hào)瓦損壞。 軸瓦損壞實(shí)例臨時(shí)措施 (1) 對(duì)主機(jī)各瓦全面進(jìn)行檢查，尤其是對(duì)1、2、3、4號(hào)可傾 瓦各瓦塊的調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行徹底檢查，并將1號(hào)瓦進(jìn)行了更換。 (2) 對(duì)各瓦供油管道進(jìn)行了吹掃清理。 (3) 對(duì)1、2號(hào)瓦軸徑處的所有的針狀點(diǎn)蝕坑用專用工具研磨

31、， 最終1、2瓦處軸頸整圈表面光潔度達(dá)8/1000mm以下。 (4) 極熱態(tài)啟動(dòng)沖車前，手動(dòng)調(diào)整潤(rùn)滑油溫維持在3842。 機(jī)組停運(yùn)惰走過(guò)程中，轉(zhuǎn)速降至600r/min，將潤(rùn)滑油溫控制 器投入手動(dòng)狀態(tài)，將其油溫由40緩慢隨轉(zhuǎn)速降至30 ， 防止?jié)櫥蜏卦诘娃D(zhuǎn)速下大幅度下落。 軸瓦損壞實(shí)例長(zhǎng)遠(yuǎn)措施 (1) 根據(jù)機(jī)組不同啟動(dòng)狀態(tài)，將潤(rùn)滑油溫變化情況 按要求編入啟動(dòng)程序中。 (2) 對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的接地碳刷加強(qiáng)維護(hù)，選用耐磨、 高質(zhì)量的碳刷，定期更換，杜絕機(jī)組運(yùn)行中碳刷 破損、碎裂或接觸不良。 (3) 增設(shè)軸電流報(bào)警裝置及保護(hù)裝置。 軸瓦損壞實(shí)例河津電廠1號(hào)機(jī) 江蘇國(guó)華太倉(cāng)發(fā)電有限公司2臺(tái)600MW 超

32、臨界機(jī)組為上海汽輪機(jī)有限公司(STC) 與西門子西屋公司(SWPC)聯(lián)合設(shè)計(jì)制造 的N600-24.2/566/566型超臨界、一次中 間再熱、單軸、三缸、四排汽凝汽式汽 輪機(jī)組。 軸瓦損壞實(shí)例河津電廠1號(hào)機(jī) 2006年3月3日，C級(jí)檢修發(fā)電機(jī)抽轉(zhuǎn)子，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)勵(lì) 端軸瓦嚴(yán)重磨損，軸頸嚴(yán)重磨損。3月8日揭開8號(hào)軸瓦 瓦蓋時(shí)發(fā)現(xiàn)8號(hào)軸瓦軸頸中間部位嚴(yán)重磨損， 磨損發(fā)生 在8號(hào)軸瓦軸頸中間位置軸向長(zhǎng)約420mm軸段，磨損深 度(半徑方向)0.01mm0.80m，最深約1.0mm。 軸瓦損壞實(shí)例原因分析 8號(hào)軸瓦上瓦檢查發(fā)現(xiàn)有輕微擦傷。 而8號(hào)軸頸嚴(yán)重刮傷，有17條傷痕，最大傷痕寬約為 2mm，深約

33、為1mm，傷痕呈圓周狀、從中間到兩側(cè)依 次漸密地分布在8號(hào)軸頸處。 將8號(hào)軸瓦下半瓦翻出后發(fā)現(xiàn)，電機(jī)端頂軸油囊基本被 磨損或被磨損的烏金填平，電機(jī)端瓦的表面烏金磨損 嚴(yán)重，而汽端烏金表面有嚴(yán)重拉毛現(xiàn)象，拉毛處附著 大量的纖細(xì)鋼絲。 軸瓦損壞實(shí)例原因分析 8號(hào)軸頸刮傷情況 8號(hào)瓦下瓦磨損情況 軸瓦損壞實(shí)例原因分析 潤(rùn)滑油系統(tǒng)內(nèi)存在顆粒狀物質(zhì)。 潤(rùn)滑油回油濾網(wǎng)材質(zhì)不符合設(shè)計(jì)要求，濾桶側(cè)面與底面的接合部 位沒(méi)有根據(jù)圖紙要求安裝相應(yīng)壓條，造成濾網(wǎng)底邊沒(méi)有固定。以 至于長(zhǎng)期受到?jīng)_刷后形成疲勞損傷，致使濾網(wǎng)嚴(yán)重破損，從而造 成大量的纖細(xì)鋼絲進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)。 事故發(fā)生時(shí)頂軸油母管壓力已降至9MPa低于設(shè)計(jì)值12MPa，在該 壓力下8號(hào)軸頸已經(jīng)不能完全頂起。由于頂軸油母管壓力的下降， 導(dǎo)致軸頸與軸瓦間隙減小，而此時(shí)低壓缸兩側(cè)的軸瓦隨軸承座受 凝汽器真空影響而單邊偏折，從而易引起軸瓦單側(cè)燒瓦。 軸瓦損壞實(shí)例處理 回油濾網(wǎng)所使用的材質(zhì)成分中，C、Cr、Ni元素均不符合要求， 為此進(jìn)行了更換，并在濾桶側(cè)面與底面的接合部位安裝相應(yīng)壓條， 以達(dá)加固目的。 全部軸承進(jìn)行翻瓦檢查，對(duì)拉傷情況比較嚴(yán)重的8號(hào)軸頸進(jìn)行微弧 焊處理，而對(duì)于其他幾個(gè)拉傷情況較輕的軸頸進(jìn)行一般打磨處理，