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)生過嚴(yán)重?cái)嘤蜔呤鹿剩撕髢奢S承一直在瓦溫偏高的狀況下運(yùn)行。檢查發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)子摩擦

2、高硬區(qū)細(xì)針狀馬氏體的存在說明此處發(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。潤滑油在軸承中的作用 由于潤滑油的存在，油品具有

3、一定的潤滑性和粘度，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滑油原因：正常運(yùn)行或啟停過程中，由于軸承潤滑油壓突然中斷或油質(zhì)惡化，使軸承油膜無法建立或被破壞，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

4、，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。軸瓦本身問題：軸瓦制造或加工時(shí)質(zhì)量存在問題，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)的潤滑油泵聯(lián)鎖裝置不完善。在安裝過程中，設(shè)計(jì)院根據(jù)現(xiàn)場情況，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)工況下也未做過低油壓聯(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)，交直流潤滑油泵均未能聯(lián)動(dòng)

5、，而運(yùn)行人員也未嚴(yán)密監(jiān)視潤滑油壓，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射油器出口逆止門及射油器返回主油箱，造成潤滑油壓下降到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)真執(zhí)行操作票制度，切換過程中由于操作不當(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

6、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，油溫過高或過低，油混入水使油水解，造成軸承油膜無法建立或被破壞，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)的惡劣后果。 推薦進(jìn)行潤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 潤滑油參數(shù)

7、（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 隨著潤滑油溫度的降低，支持軸承回油溫度降低，但軸承潤滑油溫升逐漸加大，對(duì)機(jī)組的潤滑和冷卻效果不利。我國原中華人民共和國電力工業(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，軸承潤滑油溫升宜在15以內(nèi)。 對(duì)于潤滑油溫度變化振動(dòng)特性不敏感的

8、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 軸承及潤滑油系統(tǒng)的測量儀表不準(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、大修過程中遺留的鐵屑或雜物在運(yùn)行中被帶人軸承，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

9、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

10、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)。 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

11、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)子惰走潤滑油壓暫態(tài)過程研究表明，該型汽輪機(jī)在交流潤滑油泵運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，打閘后轉(zhuǎn)子從3000r/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；雖然交流潤滑油泵出力在增加，但潤滑油母管壓力p呈下降趨勢。至1912r/min時(shí)，號(hào)射油器出口逆止門才關(guān)閉，過渡到由交流潤滑油泵單獨(dú)提供潤滑油。防范措施圖中

12、：1交流潤滑油泵電流 I/I0 (I0=50A)；2潤滑油母管壓力 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) 01002003004005006007000.00.20.40.60.81.054321FEDCBA參 數(shù) 相 對(duì) 值時(shí) 間 T (s)防范措施 直流潤滑油泵、直流密封油泵的電源應(yīng)可靠。不得自帶有保護(hù)電機(jī)過熱的熱偶保護(hù)。交流潤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

13、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)的不合理使交流潤滑油泵失電，而直流潤滑油泵因開關(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

14、(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、密封瓦)達(dá)到現(xiàn)場規(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100。引進(jìn)型機(jī)組一般為107報(bào)警，112應(yīng)緊急停機(jī)?；赜蜏囟?/p>

15、不宜超過65，超過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)視潤滑油壓和軸瓦溫度，按規(guī)定及時(shí)投入交、直流潤滑油泵。運(yùn)行人員還必須熟悉交直流潤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、直流潤滑油泵沒有聯(lián)動(dòng)，而運(yùn)行人員也沒有嚴(yán)密監(jiān)視潤滑油壓，手動(dòng)開啟交、直流潤滑油泵不及時(shí)，導(dǎo)致了機(jī)組軸承嚴(yán)重?zé)龘p事

16、故的發(fā)生。防范措施 在機(jī)組啟停過程中，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，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

17、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)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

18、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)清潔和無雜物。防范措施 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

19、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)過大，也易發(fā)生動(dòng)、靜部分摩擦。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

20、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)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，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)子軸向位移過大 轉(zhuǎn)子軸向位移過大，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)板之間有高溫潤滑脂潤滑。由于臺(tái)板“米”字形槽道過長，給潤滑脂的徹底更換造成極

21、大困難。高溫潤滑脂長期在高溫下工作，性能下降，加之汽輪機(jī)高中壓缸支承方式為上缸支承，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，高壓調(diào)節(jié)汽門大多

22、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，縮短潤滑脂的流程，降低潤滑脂流動(dòng)阻力，使新潤滑脂能更順暢地替換舊潤滑脂，保持臺(tái)板上的潤滑性能。軸瓦損壞實(shí)例改進(jìn)措施 三、定期

23、更換潤滑脂 為確保潤滑脂的性能，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

24、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，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)備重新沖車至額定轉(zhuǎn)速

25、下進(jìn)行測試工作。 沖轉(zhuǎn)過程中，出現(xiàn)了1瓦瓦溫瞬間增高異常。軸瓦損壞實(shí)例過程 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)例軸瓦損壞情況 該型機(jī)組高、中壓轉(zhuǎn)子1、2號(hào)軸承均采

26、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為210mm200mm，2瓦每塊鎢金面寬弧長為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)

27、定執(zhí)行：由盤車開始升速過程時(shí)，潤滑油溫設(shè)定為30。當(dāng)轉(zhuǎn)速高于600r/min時(shí)，潤滑油溫設(shè)定值自動(dòng)由30變?yōu)?0；在停機(jī)過程中，當(dāng)主機(jī)轉(zhuǎn)速低于600r/min，潤滑油溫設(shè)定值自動(dòng)由40變?yōu)?0。 升速過程中，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)組來說，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)過程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速降至600r/min以下時(shí)，潤滑油溫設(shè)定值變?yōu)?0，實(shí)際油溫降至該值只需5min6min。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，

28、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，日方要求大軸表面光潔度達(dá)8/1000mm 以下，實(shí)際所測值達(dá)16/1000mm，最大值已達(dá)24/1000m

29、m 。軸瓦損壞實(shí)例原因分析 主機(jī)進(jìn)行長達(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，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)整潤滑油溫維持在3842。機(jī)組停運(yùn)惰

30、走過程中，轉(zhuǎn)速降至600r/min，將潤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)例長遠(yuǎn)措施 (1) 根據(jù)機(jī)組不同啟動(dòng)狀態(tài)，將潤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) 江蘇國華太倉發(fā)電有限公司2臺(tái)600MW超臨界機(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

31、、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

32、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)例原因分析潤滑油系統(tǒng)內(nèi)存在顆粒狀物質(zhì)。潤滑油回油濾網(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有根據(jù)圖紙要求安裝相應(yīng)壓條，造成濾網(wǎng)底邊沒有固定。以至于長期受到?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，