郑展友，李 辉，傅 滨

（湛江电力有限公司，广东 湛江 524099）

300MW汽轮机低速碾瓦的分析及处理

郑展友，李 辉，傅 滨

（湛江电力有限公司，广东 湛江 524099）

针对300MW汽轮机在停机过程中，改进型可倾瓦轴承温度异常升高出现低速碾瓦的特点和原因进行分析，通过降低轴承标高、加大轴瓦进油节流孔直径等技术措施，彻底解决了汽轮机低速碾瓦的故障，取得了非常明显的效果。

汽轮机；可倾瓦轴承；低速碾瓦

0 引言

湛江电力有限公司3号机组为东方汽轮机有限公司（以下简称“东汽”） 生产的N300-16.7/537/537-3（合缸） 亚临界中间再热、两缸两排汽、凝汽式汽轮机，整个汽轮发电机转子轴系由8个轴承支持。1999年6月26日投产初期，1号—8号轴承均为椭圆轴承；2008年9月大修期间，为了提高轴承的抗振性能，将1号轴承和2号轴承均改进为可倾瓦轴承。改进后的可倾瓦轴承由东汽生产，轴径360mm，可倾瓦块宽度为270mm，可倾瓦数量为5块，采取上三下二方式布置。

1 3号汽轮机低速碾瓦过程概况

2011年4月4日，3号机组按正常停机方式进行调峰停机，汽轮机在停机惰走过程中，汽轮机润滑油压（0.11～0.15MPa）正常、没有出现断油现象，当汽轮机转速降至2 000 r/min时，启动A顶轴油泵后，显示器CRT（Cathode Ray Tube） 上显示“顶轴油泵出口压力低”报警信号，并自动联起了B顶轴油泵。运行人员到现场检查发现顶轴油母管油压为10MPa，顶轴油控制集成装置中3号—6号轴承顶轴油压（1号轴承及2号轴承改可倾瓦后已无顶轴油）分别为3.5 MPa、7.5 MPa（正常值为7～12MPa之间）、7.7MPa、5.5MPa。其中，3号轴承及6号轴承顶油压均偏低，且将顶轴油控制集成装置中3号轴承进油节流门全开后，3号轴承顶轴油压只能从3.5MPa升至5MPa，同时，检查发现3号轴承顶轴油进油流量很大。当汽轮机转速降至173 r/min时，2号轴承可倾瓦金属温度开始上升，汽轮机转速降至80 r/min后，2号轴承可倾瓦金属温度突然上升119℃，然后汽轮机转速很快降至零。汽轮机惰走时间30min（正常43min），惰走时间明显缩短。汽轮机盘车运行后，各轴承温度恢复至正常值，无明显异常现象。2011年4月10日，对2号可倾瓦轴承解体检查，解体后检查发现3块上轴瓦有油质碳化痕迹，上瓦瓦块无残留乌金碎屑，油楔保持完整，无明显磨损，见图1。但在轴瓦结合面出现轴瓦乌金碎屑，另外，测量轴瓦顶隙为0.7mm，较原间隙0.55mm大。

2 号可倾瓦轴承下瓦块翻出前，在瓦块边缘有乌金碎屑碾出，见图2；2号可倾瓦轴承下瓦块翻出后，发现下瓦碾瓦比上瓦严重，轴瓦表面有较浅的沟槽，乌金表面有明显的磨损痕迹，两磨损瓦面痕迹均匀，瓦进出口有油质碳化痕迹，见图3。轴颈表面有较浅的磨损沟槽，深浅不等，见图4。

图1 2号轴承上瓦块

图2 2号轴承下瓦块翻出前

图3 2号轴承下瓦块翻出后

图4 2号轴承轴颈

2 2号轴承可倾瓦碾瓦的原因分析

2.1 2号轴承可倾瓦发生碾瓦的原因分析

根据3号汽轮机惰走过程的参数及轴承解体检查情况分析，可判断2号轴承可倾瓦发生碾瓦主要是由于2号轴承可倾瓦油膜破坏造成转子轴颈与轴瓦之间发生碾磨，从而引起2号轴承金属温度异常升高。

2.2 2号可倾瓦轴承油膜破坏的原因分析

2.2.1 轴承载荷对油膜形成的影响

轴承上载荷越大，油膜形成越困难。轴承的载荷不能超过油膜所能承受的压力，否则油膜无法建立，轴瓦将损坏。为了解各轴承的载荷分布情况，收集了3号汽轮机正常运行中各负荷段对应的1号—4号轴承金属温度历史数据进行分析比较，见表1。

表1 3号汽轮机各负荷段对应的轴瓦温情况统计表

由表1可知，3号汽轮机在正常运行过程中，1号可倾瓦轴承金属温度（简称1号瓦温）在68～72℃之间，2号可倾瓦轴承金属温度（简称2号瓦温）在84～89.4℃之间，3号椭圆瓦轴承金属温度（简称3号瓦温）在58～60℃之间，4号椭圆瓦轴承金属温度（简称4号瓦温）在64～67℃之间，而汽轮机运行中各轴承金属温度设计值为70～80℃。对比数据可知，2号可倾瓦轴承金属温度高于设计值，表明轴承载荷偏重，3号轴承金属温度低于设计值，表明轴承载荷偏轻。

引起2号可倾瓦轴承载偏重的原因一是由于该汽轮机2号轴承的轴封长时间运行后受磨损，轴封间隙增大，轴封漏汽引起2号轴承座温度升高，使2号轴承标高抬高，从而引起轴承载荷加重；另外，2号轴承标高上抬后，引起3号轴承轴颈与轴瓦间隙增大，影响顶轴油压的建立，从而使3号轴承顶轴油压偏低。二是由于3号轴承顶轴油压偏低，无法将轴承顶起，而4号轴承顶轴油压正常，将转子顶起，造成整个汽轮发电机转子轴系载荷分布不平衡，出现轴系扬度发生变化。

2.2.2 汽轮机低转速对轴承油膜形成的影响

汽轮机低转速时（可倾瓦油膜失稳转速一般在120 r/min左右） ,轴承油膜极不稳定，较难形成油膜，容易造成轴颈与瓦块碾磨。

2.2.3 润滑油温对轴承油膜形成的影响

在汽轮机惰走过程中，由于汽轮机轴承热负荷减少，如果没有及时调整润滑油温度，将会使油温下降，油的沾度增大，分布不均匀，造成轴承油膜不稳定。

3 消除汽轮机可倾瓦低速碾瓦的技术措施

a）为了消除汽轮机轴封漏汽对2号轴承座标高的影响，采取将2号可倾瓦轴承标高降低0.05mm，减少2号轴瓦载荷。

b）增大2号可倾瓦轴承的进油量，改善冷却效果，确保油膜的正常形成。采取将2号可倾瓦轴承的进油口节流孔板孔径从23mm扩大至28mm。

c）在机组停运过程中，加强对润滑油温度的调整，控制油温在38～45℃之间运行，为油膜的正常建立提供保证。

4 采取相应技术措施后的运行效果

湛江电力有限公司3号汽轮机采取了降低2号轴承标高，增大2号可倾瓦轴承的进油口等技术措施后，汽轮机各轴承金属温度均符合设计值（70～80℃）要求，其中，2号可倾瓦轴承金属比碾瓦前的运行值下降了6～9℃，彻底消除了汽轮机低速碾瓦的根源。

Analysis and Treatment on Low-speed Crushing of 300 MW Steam Turbine

ZHENG Zhan-you，LIHui，FU Bin
（Zhanjiang Electric Power Co.，Ltd.，Zhanjiang，Guangdong 524099，China）

When 300 MW steam turbine is shutdown，the improved tilting pad bearing appears to rise in temperature and the bush begins to be crushed in low speed.In the paper，the reasons are analyzed and some countermeasures，like reducing the level of bearing and enlarging the diameter of bearing orifice，are put forward to solve the problem of low-speed crushing.

steam turbine；tilting pad bearing；crushing in low speed

TK267

B

1671-0320（2012）04-0060-03

2012-04-11，

2012-06-05

郑展友(1966-)，男，广西横县人，2004年毕业于华南理工大学热能动力工程专业，高级工程师，从事300MW及330MW汽轮发电机组的运行技术管理工作；

李 辉（1974-），男，广东信宜人，1997年毕业于东北电力学院热能动力工程专业，工程师，从事300MW及330MW汽轮发电机组的技术管理工作；

傅 滨（1968-），男，山东济南人，1991年毕业于西安交通大学热力涡轮机专业，硕士，工程师，从事300MW及330MW汽轮发电机组的运行管理工作。