曹振刚 胡辉

摘 要：汽轮发电机组轴瓦温度过高一直是影响机组安全稳定运行的重要因素，本文对广东某电厂#1机组2号轴瓦金属温度过高的现象，从轴系中心、支撑结构、轴瓦接触角、阀序等方面进行了原因分析，并采取相应的措施进行了处理，使2号轴瓦的金属温度有明显降低的趋势，得到了业主方的认可。因此，本文旨在为后续类似问题提供交流和参考。

关键词：汽轮机；轴瓦温度；轴系中心；接触角

1 前言

该电厂#1机组汽轮机采用上海汽轮机有限公司制造的600MW超临界机组。汽轮机为反动式、单轴、三缸、四排汽结构。设有高中压缸和两个低压缸。前轴承座采用落地结构，其余轴承座与相应的低压外缸组合一体。汽轮机高中压转子和2根低压转子均为整体转子，分别由2个径向轴承支撑。整个轴系的“死点”由布置在Ⅰ号低压缸调阀端轴承箱内的推力轴承定位。低压Ⅰ号汽缸调阀端轴承箱内还布置有2号、3号轴承。其中2号轴承采用LEG可倾瓦式轴承，此轴承由4块瓦块组成，每块瓦块的内面是巴氏合金，背面由可调球形垫块支撑，轴承标高由瓦枕外下半的3块可调垫片进行调整。

2 #2轴瓦温度高情况简介

检修前，调取#1机組TSI监视系统资料显示，机组315MW负荷，顺序阀运行时，2号轴瓦金属温度，进回油温度数据如下图：

3 轴瓦瓦温高原因分析

3.1 轴系中心的影响

由上表可知：修前中低对轮左张口大于设计要求0.05mm；高中压转子偏左0.075mm，比设计要求大0.055mm；因中心不正出现左张口，在联轴器螺栓紧固时会增加右侧轴瓦的荷载，所以右侧轴瓦的温度会高；低压Ⅰ转子高0.205mm，比设计要求值小0.214mm，从而会导致2号轴瓦荷载增大，也会使2号轴瓦温度偏高，下表是我们修后数据：

处理后对轮中心上下高差为0.435mm，为设计要求0.419偏差的上限值；从厂家设计理念来说，增大中低对轮的高差会增大3号轴瓦的负荷，降低2号轴瓦的负荷，进而达到降低2号轴瓦温度目的。

3.2 低压缸支撑结构的影响

经现场查看，3号轴承座与低压Ⅰ号外缸连接成一体，由低压外缸钢板来支撑其重量，底部悬空，正常运行时变形大。2号轴承座底部为混泥土基础，变形量小。机组运行时，因低压缸抽真空内部形成负压，会导致汽缸及轴承座下沉。理论上缸体强度不变的情况下，真空度越高，下沉会越厉害。本机组中低对轮中心高差按照厂家要求值调整后，3号轴承油膜压力和2号瓦温偏高，可以推断是由于凝汽器抽真空导致轴承座下沉较大，进而导致2号轴承的负荷增大，轴瓦温度随之增高。

3.3 轴瓦接触角的影响

因2号轴承为可倾瓦式轴承，单块轴瓦的接触角要求一般为30°～45°，轴瓦的接触角偏大会增大轴颈与轴瓦钨金接触面积，从而会导致轴瓦进油量不足，增大轴颈与轴瓦之间的摩擦，轴瓦的冷却效果下降，导致瓦温增高。。

3.4 进气阀门开启方式的影响

阀门开启方式有单阀和顺序阀方式。单阀方式为2个主汽阀全开，4个调阀开度一致，这种方式对轴承的振动有利，但节流损失较大，效率低。顺序阀方式则为按负荷大小依次开启调阀，这种方式不利于轴承的振动，但效率高，且对轴瓦的温度有所改善。

当采用单阀进汽方式时，则喷嘴处受力F1=F2= F3=F4，受力相等，此时转子和轴瓦的稳定性较好；当采用顺序阀进汽方式时，如开启阀1和阀2时，根据力的合成，作用力向上，会降低轴瓦负荷，对轴瓦瓦温有好处。由于本机组2号轴瓦右侧的轴瓦金属温度高，在高负荷时开启阀1、阀2、阀4，从而使合成作用力方向基本与F2一致，会降低2号轴瓦右侧负荷，降低轴瓦右侧瓦温。当满负荷时，4个调阀全部开启，则单阀和顺序阀对转子及轴瓦的作用力一样。所以采用顺序阀供汽方式对2号轴瓦瓦温会有所改善。

4 处理建议和结果

①在人力所能控制的范围内，应尽量使对轮中心数据与厂家设计值保持一致，以减少因对轮中心偏差带来的机组载荷影响，这是本次处理的重点之一；②对2号轴瓦进行修刮，使其接触角满足设计要求，以减少轴颈与轴瓦钨金的磨损，从而降低轴瓦瓦温。如无修刮的可能，应及时更换轴瓦。这是本次检修采取的最重要的措施；③在保证机组安全运行时，尽量使凝汽器真空度维持在-90kPa左右，这样可减少缸体及轴承座的下沉几率，达到降低2号轴瓦瓦温的目的；④机组运行时，优先采取顺序阀供汽方式，阀门开启顺序为阀1→阀2→阀4→阀3，这样对2号轴瓦瓦温会有好处。右图为修后机组负荷518MW时，#2轴承温度监控情况。与检修前数据比较可知，2号轴承经检修后轴瓦的温度有明显的下降趋势，总下降温度约为10℃。

5 结论

轴承是汽轮机的重要组成部件，轴瓦温度过高，不仅会损坏轴瓦等部件，严重时可能会被迫停机，造成巨大经济损失，给机组运行带来较大的安全隐患。因此，机组运行时应及时监控轴瓦温度和振动的变化，认真分析其变化趋势，以待停机检修时，能提前做好针对性降温降振的措施，进而为机组安全运行提供保障。

参考文献：

[1]李守伦，张清宇.汽轮机轴瓦温度高的原因分析及处理[J].热力发电，2003，32（3）：62-63.

[2]姚军，扎永强.汽轮机轴瓦温度偏高的分析与处理[J].中国电力，2003，36（10）：82-84.

作者简介：

曹振刚（1976- ），男，本科，工程师，主要从事电力工程建设工作。

胡辉（1990- ），男，本科，助理工程师，主要从事气轮发电机本体及辅助系统设备安装及检修。