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[摘 要]文章分析了武汽产50MW抽凝式汽轮机2号轴瓦温度高的原因，阐述了影响瓦温度的因素，并通过合理调整轴瓦的侧隙、顶隙、修刮可倾瓦的进出油楔及接触角等措施，成功处理2号瓦温度高缺陷，确保了机组的安全运行。
[关键词]轴承；温度；侧隙；接触角
中图分类号：TK263.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0049-02
1 问题的提出
2013年11月29日至12月1日，柳钢动力厂的一台Q5046C型抽凝式汽轮机全面完成联动试车，该机组制造厂为中国长江动力公司（集团）（原厂名：武汉汽轮机厂），额定负荷为50MW/h，中压抽汽量为150T/h，首次启动后2#瓦温度高（负荷22MW时，瓦温85℃，回油73℃），且随着负荷的提高还有增大趋势。经调整润滑油温时，瓦温呈现相同趋势变化，但始终比其他瓦温高，并明显高于设计运行工况要求，致使该机组无法带满负荷，那么有哪些因素会影响瓦温？瓦温高又是如何去分析处理？在这里和大家探讨一下。
2 机组轴系简介
本机组为汽机you前、中、后汽缸三部分组成，并用垂直法兰联接，汽轮机本体外形尺寸（长x宽x高：8.42mx7.08mx3.41m），汽机转子、发电机转子、励磁机转子通过两个刚性联轴器联接形成整个轴系，示意图见图1：
如图一所示，本机组共5个轴承，1#轴承为推力支持联合轴承，2#、3#、4#轴承为椭圆支持轴承、5#轴承为圆筒支持轴承，每个瓦都是单侧进油，上瓦开周向槽。其中2#轴承设计参数如表1[1]：
3 影响轴瓦温度的因素
由于汽轮机轴承处在高转速、大载荷的工作条件下，所以要求轴承工作必须安全可靠，且摩擦力小。为了满足这两点要求，汽轮机轴承都采用以油膜润滑理论为基础供油，由供油系统连续不断的向轴承内供给压力、温度符合要求的润滑油。转子的轴颈支撑在浇有一层质软、熔点低的巴氏合金上，并作高速旋转，使轴颈与轴瓦之间形成油膜，建立液体摩擦，从而减小摩擦阻力。摩擦产生的热量由回油带走，使轴承温度始终保持在合理的范围之内。
轴承的工作情况主要依据轴承温度、轴承回油温度、轴承振动、轴系的稳定性等来衡量。影响轴瓦温度的因素有[2]：
（1）轴瓦乌金工作面有脱胎、损伤现象，或与轴颈接触不均匀。若轴瓦有脱落、损伤会破坏油膜稳定性，接触不良会导致轴颈与轴瓦局部摩擦增大，轴瓦温度升高。
（2）轴瓦载荷分配不均。轴瓦载荷分配不均造成的原因是转子中心偏差、轴承座温度和杨度变化、转子受到向下的力过大、轴振动过大、转速超过允许值、轴封漏汽引起轴承座标高发生变化等。对于动压式滑动轴承，如果轴承载载过轻，轴承油膜过厚，油膜容易失稳而发生油膜振荡；如果轴承载荷过重，油膜容易破裂而产生轴瓦和轴颈局部干磨擦而使轴瓦温度升高。
（3）轴承润滑油温度过高。油温度过高或过低、润滑油黏度不合格、油流量过大或过小、润滑油短油、回油不畅、油质不良或油质恶化、润滑油油压力过低或过高、油流中或轴承内存在气体或杂物、顶轴油管逆止阀不严油膜压力下降等都会造成轴承润滑油温度过高，使得润滑油失去润滑冷却效果，使轴瓦温度升高。
（4）润滑油量影响。轴承润滑油有润滑和冷却功能，如果轴瓦进油量不足或排油不畅，使得运行中产生的热量无法及时带走，就会导致轴瓦温度偏高。
（5）轴瓦油隙不合格也会造成轴瓦温度高。轴瓦与轴顶部间隙过小，机组高速旋转过程中紧力大，油膜受到破坏，导致轴颈与轴瓦乌金表面干摩擦，造成轴瓦温度升高。
（6）缸热量辐射影响。轴瓦附近若汽缸保温效果不好，会导致汽缸热量直接辐射轴瓦，导致温度升高。
（7）轴瓦安装有问题，使轴瓦球面自动调整能力差或进油孔处垫铁接触不好。轴承紧力过大、轴承底座垫片过多、可倾瓦垫块方向装反限制了活动范围、轴承安装偏斜、轴承与轴颈杨度不一致（不同心）等，都可能是轴瓦自动调整能力变差，从而使轴瓦温度升高。
（8）温度测量存在错误，轴承温度测量系统异常。例如温度测量元件损坏、温度测量后补偿方法或标准不对、安装不正确、温度补偿系统受外界干扰等，都会使测温产生误差。
4 瓦温升高的现象及原因分析
汽轮机组首次启动后2#瓦温度高（负荷22MW时，瓦温85℃，回油73℃），且随着负荷的提高还有增大趋势，经调整润滑油温时，瓦温呈现相同趋势变化，但始终比其他瓦温高，并明显高于设计运行工况要求，结合温升现象、安装数据（见表2）及影响瓦温的因素，经分析2#瓦温度高锁定为以下几方面：
（1）轴封漏汽的影响：该机组为缩短整个机型长度，将2#瓦布置在后汽缸排汽口内，受汽缸、汽封的温度和漏汽量影响较大，随着汽机负荷的提高，后轴封处压力将增加，漏气量增大，影响2#瓦温升高。
（2）缸热量辐射影响： 2#瓦轴承箱处的缸体受位置限制，保温效果不能保证，汽缸热量直接辐射轴瓦，导致温度升高。
（3）润滑油量影响：轴承润滑油有润滑和冷却功能，如果轴瓦进油量不足或排油不畅，就会导致轴瓦温度偏高。
（4）轴瓦油隙影响：对于滑动轴承，如果轴承负载过轻，轴承油膜过厚，油膜容易失稳而发生油膜振荡，但运行时振动正常，可以排除此原因；如果轴承负荷过重，油膜容易破裂而产生轴瓦和轴颈局部干磨擦而使轴瓦温度升高。如果接触角偏大，轴与轴瓦侧隙、顶隙偏小，那么就会导致进入轴瓦的油量不够，且泄油不畅，那么随着负荷的提高，2#瓦负载增加，导致轴瓦温度升高。
5 处理措施
综上，结合机组实际运行情况及安装数据，对2号轴瓦采取了下列处理措施：
（1）开机状态调整汽机前后轴封，发现轴瓦温度无明显变化，说明轴封辐射热量影响不大。
（2）检查调整2#瓦进油管的节流孔板：将原装的节流孔板拆掉后，重新开润滑油泵，经测量回油量，没有明显变化，说明节流孔板的孔径不小，规格是符合要求的，不存在进油量不够的问题。
（3）检查调整瓦与轴颈的接触角、轴与轴瓦各个间隙，将接触角、顶隙、侧隙调整至设计规范要求的下限值（具体数据见表2）。
（4）修刮可倾瓦块的进、出油斜边，减小流通阻力，从而增加了润滑冷却流量。
（5）回装时内窥镜检查进油孔内是否有残留异物；落入下瓦时一定要放正，活动自如，没有明显的阻力，落入转子盘车几圈检查轴瓦水平是否和轴承座水平一致。
经处理后，机组运行时2号轴瓦温度达到了设计要求（负荷38MW时，瓦温64℃，回油62℃），其它运行参数都在标准范围内，并且其它轴瓦各项参数也正常。
6 效果及结语
轴承是汽轮机的重要组成部件，其温度过高，不仅会损坏部件，甚至会被迫停机，造成损失，为电力生产带来了安全隐患。本文通过正向推理、逐一诊断排除故障的方法，首先阐述了影响轴瓦温度的主要因素，然后针对2号轴瓦温度高的现象，进行了分析，再与影响因素对比，找到了原因，最终通过调整轴承的侧隙、顶隙，修刮下瓦的进出油楔及接触角，成功的处理了2号瓦温度高的缺陷，达到满足设计运行工况要求，这对保障机组安全、稳定运行具有重要的意义，同时对解决同类型机组存在的同样问题具有重要的参考价值。
参考文献
[1] C50-8.83/3.82型抽汽凝汽式汽轮机使用说明书.中国长江动力公司（集团）.2012.10
[2] 张磊，柴彤. 大型火电发电机组故障分析. 北京：中国电力出版社.
作者简介
唐建 男，2005年毕业于哈尔滨工业大学机械专业，工程师，现在柳钢动力厂从事设备管理工作。
[关键词]轴承；温度；侧隙；接触角
中图分类号：TK263.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）29-0049-02
1 问题的提出
2013年11月29日至12月1日，柳钢动力厂的一台Q5046C型抽凝式汽轮机全面完成联动试车，该机组制造厂为中国长江动力公司（集团）（原厂名：武汉汽轮机厂），额定负荷为50MW/h，中压抽汽量为150T/h，首次启动后2#瓦温度高（负荷22MW时，瓦温85℃，回油73℃），且随着负荷的提高还有增大趋势。经调整润滑油温时，瓦温呈现相同趋势变化，但始终比其他瓦温高，并明显高于设计运行工况要求，致使该机组无法带满负荷，那么有哪些因素会影响瓦温？瓦温高又是如何去分析处理？在这里和大家探讨一下。
2 机组轴系简介
本机组为汽机you前、中、后汽缸三部分组成，并用垂直法兰联接，汽轮机本体外形尺寸（长x宽x高：8.42mx7.08mx3.41m），汽机转子、发电机转子、励磁机转子通过两个刚性联轴器联接形成整个轴系，示意图见图1：
如图一所示，本机组共5个轴承，1#轴承为推力支持联合轴承，2#、3#、4#轴承为椭圆支持轴承、5#轴承为圆筒支持轴承，每个瓦都是单侧进油，上瓦开周向槽。其中2#轴承设计参数如表1[1]：
3 影响轴瓦温度的因素
由于汽轮机轴承处在高转速、大载荷的工作条件下，所以要求轴承工作必须安全可靠，且摩擦力小。为了满足这两点要求，汽轮机轴承都采用以油膜润滑理论为基础供油，由供油系统连续不断的向轴承内供给压力、温度符合要求的润滑油。转子的轴颈支撑在浇有一层质软、熔点低的巴氏合金上，并作高速旋转，使轴颈与轴瓦之间形成油膜，建立液体摩擦，从而减小摩擦阻力。摩擦产生的热量由回油带走，使轴承温度始终保持在合理的范围之内。
轴承的工作情况主要依据轴承温度、轴承回油温度、轴承振动、轴系的稳定性等来衡量。影响轴瓦温度的因素有[2]：
（1）轴瓦乌金工作面有脱胎、损伤现象，或与轴颈接触不均匀。若轴瓦有脱落、损伤会破坏油膜稳定性，接触不良会导致轴颈与轴瓦局部摩擦增大，轴瓦温度升高。
（2）轴瓦载荷分配不均。轴瓦载荷分配不均造成的原因是转子中心偏差、轴承座温度和杨度变化、转子受到向下的力过大、轴振动过大、转速超过允许值、轴封漏汽引起轴承座标高发生变化等。对于动压式滑动轴承，如果轴承载载过轻，轴承油膜过厚，油膜容易失稳而发生油膜振荡；如果轴承载荷过重，油膜容易破裂而产生轴瓦和轴颈局部干磨擦而使轴瓦温度升高。
（3）轴承润滑油温度过高。油温度过高或过低、润滑油黏度不合格、油流量过大或过小、润滑油短油、回油不畅、油质不良或油质恶化、润滑油油压力过低或过高、油流中或轴承内存在气体或杂物、顶轴油管逆止阀不严油膜压力下降等都会造成轴承润滑油温度过高，使得润滑油失去润滑冷却效果，使轴瓦温度升高。
（4）润滑油量影响。轴承润滑油有润滑和冷却功能，如果轴瓦进油量不足或排油不畅，使得运行中产生的热量无法及时带走，就会导致轴瓦温度偏高。
（5）轴瓦油隙不合格也会造成轴瓦温度高。轴瓦与轴顶部间隙过小，机组高速旋转过程中紧力大，油膜受到破坏，导致轴颈与轴瓦乌金表面干摩擦，造成轴瓦温度升高。
（6）缸热量辐射影响。轴瓦附近若汽缸保温效果不好，会导致汽缸热量直接辐射轴瓦，导致温度升高。
（7）轴瓦安装有问题，使轴瓦球面自动调整能力差或进油孔处垫铁接触不好。轴承紧力过大、轴承底座垫片过多、可倾瓦垫块方向装反限制了活动范围、轴承安装偏斜、轴承与轴颈杨度不一致（不同心）等，都可能是轴瓦自动调整能力变差，从而使轴瓦温度升高。
（8）温度测量存在错误，轴承温度测量系统异常。例如温度测量元件损坏、温度测量后补偿方法或标准不对、安装不正确、温度补偿系统受外界干扰等，都会使测温产生误差。
4 瓦温升高的现象及原因分析
汽轮机组首次启动后2#瓦温度高（负荷22MW时，瓦温85℃，回油73℃），且随着负荷的提高还有增大趋势，经调整润滑油温时，瓦温呈现相同趋势变化，但始终比其他瓦温高，并明显高于设计运行工况要求，结合温升现象、安装数据（见表2）及影响瓦温的因素，经分析2#瓦温度高锁定为以下几方面：
（1）轴封漏汽的影响：该机组为缩短整个机型长度，将2#瓦布置在后汽缸排汽口内，受汽缸、汽封的温度和漏汽量影响较大，随着汽机负荷的提高，后轴封处压力将增加，漏气量增大，影响2#瓦温升高。
（2）缸热量辐射影响： 2#瓦轴承箱处的缸体受位置限制，保温效果不能保证，汽缸热量直接辐射轴瓦，导致温度升高。
（3）润滑油量影响：轴承润滑油有润滑和冷却功能，如果轴瓦进油量不足或排油不畅，就会导致轴瓦温度偏高。
（4）轴瓦油隙影响：对于滑动轴承，如果轴承负载过轻，轴承油膜过厚，油膜容易失稳而发生油膜振荡，但运行时振动正常，可以排除此原因；如果轴承负荷过重，油膜容易破裂而产生轴瓦和轴颈局部干磨擦而使轴瓦温度升高。如果接触角偏大，轴与轴瓦侧隙、顶隙偏小，那么就会导致进入轴瓦的油量不够，且泄油不畅，那么随着负荷的提高，2#瓦负载增加，导致轴瓦温度升高。
5 处理措施
综上，结合机组实际运行情况及安装数据，对2号轴瓦采取了下列处理措施：
（1）开机状态调整汽机前后轴封，发现轴瓦温度无明显变化，说明轴封辐射热量影响不大。
（2）检查调整2#瓦进油管的节流孔板：将原装的节流孔板拆掉后，重新开润滑油泵，经测量回油量，没有明显变化，说明节流孔板的孔径不小，规格是符合要求的，不存在进油量不够的问题。
（3）检查调整瓦与轴颈的接触角、轴与轴瓦各个间隙，将接触角、顶隙、侧隙调整至设计规范要求的下限值（具体数据见表2）。
（4）修刮可倾瓦块的进、出油斜边，减小流通阻力，从而增加了润滑冷却流量。
（5）回装时内窥镜检查进油孔内是否有残留异物；落入下瓦时一定要放正，活动自如，没有明显的阻力，落入转子盘车几圈检查轴瓦水平是否和轴承座水平一致。
经处理后，机组运行时2号轴瓦温度达到了设计要求（负荷38MW时，瓦温64℃，回油62℃），其它运行参数都在标准范围内，并且其它轴瓦各项参数也正常。
6 效果及结语
轴承是汽轮机的重要组成部件，其温度过高，不仅会损坏部件，甚至会被迫停机，造成损失，为电力生产带来了安全隐患。本文通过正向推理、逐一诊断排除故障的方法，首先阐述了影响轴瓦温度的主要因素，然后针对2号轴瓦温度高的现象，进行了分析，再与影响因素对比，找到了原因，最终通过调整轴承的侧隙、顶隙，修刮下瓦的进出油楔及接触角，成功的处理了2号瓦温度高的缺陷，达到满足设计运行工况要求，这对保障机组安全、稳定运行具有重要的意义，同时对解决同类型机组存在的同样问题具有重要的参考价值。
参考文献
[1] C50-8.83/3.82型抽汽凝汽式汽轮机使用说明书.中国长江动力公司（集团）.2012.10
[2] 张磊，柴彤. 大型火电发电机组故障分析. 北京：中国电力出版社.
作者简介
唐建 男，2005年毕业于哈尔滨工业大学机械专业，工程师，现在柳钢动力厂从事设备管理工作。