論文：發(fā)電廠#2機組#6軸承低速時瓦溫高造成搟瓦原因分析及處理方法

1、#2 機組#6 軸瓦低速時瓦溫高造成搟瓦原因分析及處理摘要 ： 我廠#2 機組#6 軸承由于在整個軸系中屬于承載最重的一個軸承，軸承發(fā)生橢圓變形加上原有#6 軸頸存在多道磨損溝槽，造成#6軸承在機組低速運行過程中溫度高并造成軸瓦搟瓦，本文深入分析了#6 軸瓦搟瓦的原因及 #6 軸承修復(fù)的具體處理方法。一、機組簡介我廠#2 機組由山東電建二公司承建安裝，汽輪機部分為上海汽輪機制造有限公司采用美國西屋技術(shù)制造的n600/16.7/538/538型、亞臨界、中間再熱式、四缸四排汽、單軸、凝汽式汽輪機。#2 機組由高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子、低壓a轉(zhuǎn)子、低壓 b轉(zhuǎn)子及發(fā)電機轉(zhuǎn)子、勵磁機轉(zhuǎn)子共六根轉(zhuǎn)子組成整個汽

2、輪機發(fā)電機軸系，在低壓 a轉(zhuǎn)子后連接一中間軸， 所有轉(zhuǎn)子包括中間軸均采用螺栓剛性聯(lián)接。整個軸系六根轉(zhuǎn)子分別由 11 個軸承支撐，其中 #6 軸承為徑向圓筒形軸承，用于支撐低壓 a轉(zhuǎn)子勵端，因此將低壓a轉(zhuǎn)子勵端軸頸稱之為 #6 軸頸。二、問題發(fā)生過程及原因分析1、問題發(fā)生過程2010 年#2 機組 c級檢修前， #6 軸瓦因為調(diào)停期間低轉(zhuǎn)速（600轉(zhuǎn)以下）軸瓦溫度高（ 106 度） ，對其進行檢查，檢查發(fā)現(xiàn)#6 軸瓦下瓦鎢金融化被搟，頂軸油囊被填平，油口未堵塞，軸頸在軸瓦高壓區(qū)有不同程度的溝槽， 對下瓦進行重新刮瓦在軸頸上靠點均勻后，并對軸頸進行打磨后復(fù)裝。在修后的機組啟動和停機中， 汽輪機升速

3、及降速至500600rpm，#6 軸瓦出現(xiàn)瓦溫突升至115，停機對其進行再次檢修。#6 瓦再次進行解體后，懸出下瓦，鎢金同樣被搟，頂軸油囊及油口均被堵塞，軸頸溝槽劃痕嚴(yán)重。修復(fù)中對軸瓦側(cè)隙（瓦口間隙）進行放大，并刮出軸瓦兩側(cè)油海，對接觸部位掛并靠出均勻接觸點，并將#6 瓦底部部撤出 0.10mm ，#7、8 瓦均勻上抬 0.05mm ，對軸頸使用工藝油石進行處理，去除溝槽的銳角劃痕后復(fù)裝， 開機后低轉(zhuǎn)速溫度最高73 度，振動最大 0.065 mm。2、#6軸瓦搟瓦及軸頸磨損原因分析#2 機組整個軸系的轉(zhuǎn)子重量分別為：高壓轉(zhuǎn)子： 17.2 噸中壓轉(zhuǎn)子： 20 噸低壓 a轉(zhuǎn)子： 60.7 噸低壓

4、b轉(zhuǎn)子： 62.3 噸由于整個軸系連接后，低壓a、b 轉(zhuǎn)子對輪位置正好處在整個軸系圓滑過渡曲線的最底部， 加上上汽廠設(shè)計兩低壓轉(zhuǎn)子對輪中心下張口數(shù)值偏?。?.127mm ） 。（600mw 亞臨界機組扒口在0.20mm左右震動、溫度是最好的）。造成 #6、7 軸承是整個軸系承載最重的兩個軸承，而且低壓 a轉(zhuǎn)子后還接有一短軸， 造成低壓 a轉(zhuǎn)子在高速運轉(zhuǎn)中較其他轉(zhuǎn)子有輕微擺動，因此 #6 軸承又比 #7 軸承受力更大。由于 #6 軸承為徑向圓筒形軸承， 圓筒形軸承結(jié)構(gòu)簡單， 油的消耗量和摩擦損失都較小，由于它只有一個楔形壓力油膜，在高速輕載的條件下，油膜剛性差，故在旋轉(zhuǎn)時軸的徑向穩(wěn)定性能差，轉(zhuǎn)子

5、易失穩(wěn)，易產(chǎn)生低頻振蕩，引起振動。當(dāng)汽輪機靜止時， 軸頸直接與軸瓦內(nèi)表面下部接觸，在軸瓦和軸頸兩者之間形成一個楔形間隙， 當(dāng)連續(xù)向軸承供給一定壓力和溫度的潤滑油時，由于潤滑油有粘性，軸頸一旦旋轉(zhuǎn)起來，黏附在軸頸上的油層便隨轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)，并帶動各層油轉(zhuǎn)動，被帶入楔形間隙，潤滑油被帶到軸頸與軸瓦之間的楔形間隙中，從楔形間隙的寬口流向窄口， 使?jié)櫥头e聚在狹小的間隙中產(chǎn)生較高的油壓，隨著轉(zhuǎn)速的升高，被帶入的油量也相應(yīng)的增多， 油楔中的壓力不斷升高， 當(dāng)油壓升高到足以平衡轉(zhuǎn)子對該軸瓦的作用力時，軸頸便被油膜托起， 此時軸頸和軸瓦完全由油膜隔開， 從而避免了軸頸和軸瓦之間的干摩擦現(xiàn)象，并能靠潤滑油不斷帶

6、走液體摩擦中所產(chǎn)生的熱量，使軸承能安全穩(wěn)定的工作。在轉(zhuǎn)子啟停過程的低轉(zhuǎn)速中， 潤滑油進入油楔的油量少， 壓力低，而且由于 #6 軸承承載重，頂軸油頂起高度僅為0.01mm( 頂軸油壓為8mpa) ，還有低速轉(zhuǎn)動中，轉(zhuǎn)子竄動量比較大，使得原本處于軸頸高壓區(qū)的部分溝槽轉(zhuǎn)移至頂軸油囊區(qū)，部分頂軸油沿溝槽泄走， 造成頂軸油油壓不穩(wěn)，更影響了頂軸油的轉(zhuǎn)子的托起，因此在低轉(zhuǎn)速下#6軸瓦與軸頸接觸處油量很少， 造成軸承溫度迅速攀升， 最高達 115度，加上修復(fù)過程中發(fā)現(xiàn) #6 軸承橢圓變形，瓦口間隙過小，油的流量過小不利于軸承高溫的冷卻，綜合各種原因，引起軸瓦鎢金表層被搟。少量脫落的鎢金碎屑被擠在軸頸與下軸

7、瓦之間無法帶出，低轉(zhuǎn)速下不斷與軸頸摩擦，造成對 #6 瓦軸頸處的磨損引起多道溝槽。三、#6 軸瓦及軸頸的修復(fù)對#6 軸瓦的修復(fù)主要采用重新刮瓦修復(fù)，并開大下軸瓦的瓦口間隙的方法以加快加大油量的循環(huán)冷卻來降低瓦溫。對#6 軸頸的修復(fù)主要采用打磨去除其溝槽銳角的方法來減少其對軸瓦的磨損。1、軸頸及軸瓦修前、修后數(shù)據(jù)及調(diào)整c級檢修中軸瓦頂隙： 1.181.25mm ，間隙均勻。第二次檢查中軸頸情況： （軸頸上的粗線為溝痕，溝痕編號為從汽端向勵端依次為）溝槽深度及寬度統(tǒng)計：汽端勵端#6 軸瓦下瓦左右481.63mm 溝槽寬度為 3mm ，深度 0.60mm 。 溝槽寬度為 3mm ，深度 0.60mm

8、,與溝槽 1 距離為 1.5mm 。 溝槽寬度為 8mm ，深度 0.90mm,與溝槽 2 距離為 1.8mm 。 溝槽寬度為 9mm ，深度 0.90mm,與溝槽 3 距離為 0.8mm 。 溝槽寬度為 1mm ，深度 0.20mm,與溝槽 4 距離為 0.8mm 。 溝槽寬度為 1mm ，深度 0.20mm,與溝槽 5 距離為 3mm 。 溝槽寬度為 1mm ，深度 0.20mm,與溝槽 6 距離為 8.5mm 。 溝槽寬度為 3mm ，深度 0.90mm,與溝槽 9 距離為 1mm 。 溝槽寬度為 5mm ，深度 0.60mm,與溝槽 10 距離為 2.3mm 。 溝槽寬度為 3mm ，

9、深度 0.60mm,與軸頸邊緣距離為2.5mm 。對溝槽棱角使用小油石進行打磨，使得溝槽兩邊為鈍角沒有高點。 軸承下軸瓦修復(fù)數(shù)據(jù)汽端勵端右左瓦口間隙油海泄油槽 修前瓦口間隙為：四個角均為0.40mm 。 （測量方法，塞尺插入深度為 15 至 20mm 為準(zhǔn)） ，對瓦口間隙進行了放大至0.55mm(對于圓筒瓦，瓦口間隙約為頂隙的1/2 ，對于橢圓瓦，瓦口間隙約為頂隙的兩倍 )。瓦口深度為 200mm ，間隙由 0.55mm逐漸過渡至 0。 開油海寬度為整個軸瓦鎢金半圓弧長的1/3 。 與軸接觸面積的兩邊角度為45 度，接觸點均勻。 由于設(shè)計中兩低壓轉(zhuǎn)子對輪中心下張口數(shù)值偏小，因此此次對#6 軸承

10、進行了下調(diào)0.10mm的調(diào)整，并將 #7、8 軸承進行了抬高0.05mm的調(diào)整，由此來加大對輪中心下張口。進行軸瓦間隙的測量下瓦間隙用塞尺在軸瓦水平結(jié)合面的前后左右四角進行測量，塞尺插入深度為1520mm ，四角間隙應(yīng)基本相等。軸瓦頂隙用壓鉛絲的方法測量，純鉛絲的直徑應(yīng)比頂隙大1/3 左右，鉛絲彎成 u字型，軸瓦前后各放一鉛絲，然后合上上瓦，上緊結(jié)合面螺栓，并用塞尺檢查結(jié)合面無間隙，在揭上瓦，小心取下鉛絲，平放在平板上，用外徑千分尺測量其厚度，并按軸瓦的對應(yīng)位置作好記錄，由于#6 軸瓦為圓筒形軸瓦，所以應(yīng)取鉛絲最大厚度作為頂部間隙，其頂部間隙為：汽端 1.5 mm勵端 1.6 mm ，標(biāo)準(zhǔn)要求

11、為 0.97 至 1.07mm 軸瓦頂隙再修后的測量中超出標(biāo)準(zhǔn), 頂隙超標(biāo)的原因為：軸承在搟瓦過程中吃力不均勻，造成斜搟，軸瓦變形，上下間隙增大，側(cè)隙減小，說明瓦口深度軸瓦沿上下方向產(chǎn)生變形，接近于上下橢圓形狀。軸瓦緊力的調(diào)整由于運行時軸承外殼的溫度通常比軸瓦溫度高，因此一般要求軸承對軸瓦有一定的予緊力。若沒有這個緊力，在受熱膨脹后，外殼就不能壓緊軸瓦，在轉(zhuǎn)子剩余不平衡力作用下，軸瓦易發(fā)生振動。軸瓦緊力的測量均采用壓鉛絲方法，測量時，在水平中分面前后左右四個角各墊厚度相等且平直的銅皮（厚度一般選用0.5mm左右） ，上瓦頂部放直徑為 1mm 左右的純鉛絲， 并彎成 u字型，放在測量軸瓦溫度孔的

12、周圍，扣上軸承蓋，緊好結(jié)合面螺栓， 用塞尺檢查結(jié)合面應(yīng)無間隙。然后松開軸承蓋螺栓， 測量被壓扁的鉛絲厚度， 緊力值為墊片厚度與鉛絲厚度之差。 #6 軸承軸瓦緊力為： 0.25mm在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。墊塊接觸面的檢查和研刮下半軸瓦的三塊墊鐵在轉(zhuǎn)子擱在軸承上時，用0.03mm的塞尺品應(yīng)塞不僅。底部墊鐵在轉(zhuǎn)子未擱在軸承上時，應(yīng)有0.060.08mm的間隙，墊塊與軸承座的接觸面積應(yīng)大于總面積的75以上且分布均勻。墊塊接觸不符合標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)進行研刮。當(dāng)墊塊與軸承座接觸質(zhì)量全部合格后，將底部墊片抽去0.030.05mm即可。四、機組再次啟動過程中#6 軸瓦運行參數(shù)機組啟動過程中要求：主機潤滑油壓0.15mpa 左右，不低于0.10mpa ，油溫 40度左右， #6、7 軸承頂軸油壓 15mpa左右，轉(zhuǎn)子沖轉(zhuǎn)過程中快速通過低轉(zhuǎn)速區(qū)。機組的再次啟動過程中：轉(zhuǎn)子沖轉(zhuǎn)過程及機組帶負荷后#6 軸瓦溫度最高為73 度，振動 0.065mm ，達到機組軸承振動及溫度合格標(biāo)準(zhǔn)。五、結(jié)論溫度、振動是評價汽輪發(fā)電機組運行狀況的重要標(biāo)志，它是機組各部件在諸方面運行情況的集中反映，是各方面缺陷的集中表現(xiàn)， 查找溫度、振動原因是一項很復(fù)雜的