30MW汽轮机轴瓦烧损原因及处理措施

30MW汽轮机轴瓦烧损原因及处理措施

黄海敏

 湛江钢铁能源环保部设备室

【摘要】介绍了30NW汽轮机轴瓦烧损的事故象征，分析了汽轮机轴互损坏的原因及预防措施，提出了轴瓦烧损后的检修处理措施。

关键词：汽轮机；轴瓦烧损；不开缸检修

0 引言

30MW汽轮机组是由武汉长江动力集团设计制造，型号为CC30-8.83/4.2/1.485型双抽凝汽式汽轮机，通过刚性联轴器直接带动发电机工作。该类型机组由5个主轴承支撑，1#瓦为推力支撑轴承组合瓦，2#、4#、5#瓦为椭圆瓦，3#瓦为圆筒瓦，1~4#下瓦底部开有顶轴油孔和油囊 ，使盘车时顶起转子，减少盘车力矩。1#轴承为综合推力轴承，是转子相对汽缸的定位点。轴承外圆为球形 ，坐落在球形瓦枕之中，其轴承推力部分悬臂伸出瓦枕外，下部有支持弹簧 ，瓦体内推力盘两侧圆周均布10块推力瓦块，承担转子轴向推力。2#、3#、5#瓦为支持轴承，在轴承外圆有3块可调整垫铁，坐落在轴 承洼窝之中，轴承结合面与轴承座结合面水平，两者之间用圆销饼固定防止轴承窜动 。4#支持轴承外圆为球形，落在球形瓦枕中，运行时可随转子自行调整角度。在该机组运行、检修维护过程中也发现了一些问题，而汽轮机轴瓦故障是其中危害程度最严重的故障之一。因此 我们要对其故障产生的原因进行认真的分析与探讨。

1 轴瓦损坏的原因

支持轴承轴瓦损坏的原因主要有三个方面。

1.1 轴承油温过高或轴承断油

发生这种情况的可能原因主要有：①汽轮机运行中，在进行系统切换操作时发生误操作。②机组启动定速后，停止高压油泵时，不注意监视油压，当注油器工作失常，主油泵出口逆止门卡涩等情况，使

主油泵失压而润滑油泵又未联动时，将引起断油，或在润滑油泵联动的瞬间，也会引起断油；油系统中积存大量的空气，未能及时排除，充塞进油管路，往往会造成轴瓦瞬间断油，烧毁轴瓦，例如在油过滤器，冷油器切换或运行中投入时，未按规定预先排除空气，就使大量的空气进入供有管路，造成轴瓦瞬间断油；启动、停机过程中润滑油泵不上油；油箱油位过低，射油器进入空气，使主油泵断油。③密封油系统油压调整门，差压调整门失灵、卡涩，造成密封油压下降，或空氢侧压不正常，使油漏至发电机中，造成主油箱油位低。

1.2机组强烈振动

机组强烈振动会使轴瓦乌金磨察损坏，同时还可能使轴瓦在运行中产生位移，而且在机组强烈振动时会引起轴瓦损坏或工作失常，轴瓦的损坏或工作失常往往又加剧了机组的振动，这样周而复始就会造成轴瓦的严重损坏。

1.3轴瓦制造不良

主要表现在轴瓦乌金浇铸质量不良，如在浇铸乌金前瓦胎不挂锡或挂锡质量不良，在运行中经常发生轴瓦乌金脱胎、乌金龟裂等问题，而且问题往往发生在上瓦、而上瓦很少承受载荷乌金浇铸质量常被忽视。以往上瓦发生的轴瓦乌金脱胎龟裂等问题，大部分质量造成的。

2 该机组汽轮机轴瓦故障的分析

2.1 故障过程

2021年5月7日由于外网高压电缆放炮，导致厂用电两段全停，直流事故油泵故障未能成功启动，导致该汽轮机组在停机到1300r/min时出现断油，持续时间约15min ,断油期间各轴瓦温度及振动均出现异常升高。停机后盘车振动无异常，综合考虑机组状态及蒸汽回收要求，外网电缆恢复后，汽轮机组亦启动投运，未对断油后的汽轮机轴瓦解体检查，投运后各轴瓦温度、振动较断油前无明显异常。

2.2 故障检查

2021年12月在该机组停机消缺检修时，发现前轴承箱底部有巴氏合金碎屑堆积，故拆除1~5#瓦上瓦检查，发现1~4#轴瓦瓦面均存在不同程度磨损，经讨论决定对1~4#轴瓦拆除备修，重新浇筑巴氏合金。

3 汽轮机轴瓦检修措施

一般的轴承检修流程需要解开轴系联轴器，打开汽轮机的汽缸，吊走汽轮机转子，完成轴承的更换，然后装复转子，测量通流间隙，最后盖缸，校核轴系中心，最后连接轴系联轴器。本过程相当于年修的过程，工作量大、耗时长，使用汽轮机不校中心更换轴承技术有效解决了上述问题,减少了工作量。

3.1 不校中心更换轴承检修工序步骤

“汽轮机不校中心更换轴承（可倾瓦式）技术”的工序步骤如下：

3.1.1机组检修前期工作，包括机组停机，拆连接管道。

3.1.2 拆轴承上半轴承箱盖，移除上半部分的瓦块。

3.1.3 拆主油泵上半泵壳(因为固定在主油泵泵壳上的磨损令与汽轮机转子只有0.05-0.10mm的间隙，为了在提起汽轮机转子时不损坏磨损令，所以必须把主油泵上半泵壳拆除；推力轴承箱盖与转子表面有较大的间隙，所以无需拆除)

图1 步骤2、3完成后的车头示意图（侧视）

3.1.4修前记录转子的中心位置。（转子的中心位置包括转子的垂直方向上的高度和水平方向上的左右位置，需要保证这些数据在检修前后的一致性）

记录点A：推力轴承箱（上半部分）断面与转子表面的间隙，此处用塞尺测量。（因为推力轴承箱盖没有拆卸，相对位置没有变动，所以以此为基准是可靠的）

记录点B：转子相对于推力轴承箱盖的高度变化，用百分表测量。（用不同工具在不同点对同一数据进行测量，可以获得更可靠的数据）

图2 转子高度记录示意图（侧视）

记录点C：左边轴承箱盖（下半部分）与转子表面的间隙，此处用内径千分尺测量。（因为轴承下半箱盖没有拆卸，相对位置没有变动，所以以此为基准是可靠的）

记录点D：右边轴承箱盖（下半部分）与转子表面的间隙，此处用内径千分尺测量。

图3 转子左右位置记录示意图（俯视）

记录点E：右边轴承外油档（下半部分）与转子表面的间隙，此处用塞尺测量。（用不同工具在不同点对同一数据进行测量，可以获得更可靠的数据）

记录点F：左边轴承外油档（下半部分）与转子表面的间隙，此处用塞尺测量。

3.1.5 提升转子。如示意图4所示用钢丝绑住转子，先用行车将钢丝拉直后，用手动葫芦慢慢提升转子。在专人慢慢提升转子的同时有专人对记录点B进行监护读表，转子提升高度为50丝。以记录点A处数据为准（因为推力轴承箱盖没有拆卸，相对位置没有变动，所以以此为基准是可靠的。使下半部分的轴承瓦块容易挖出为准），用记录点B侧百分表显示来核准。

3.1.6 挖出下半部分的轴承瓦块。

图4 转子提升示意图（侧视）

3.1.7  调整新轴瓦高度，保证新轴瓦的高度与原轴瓦一致，以确保转子高度的不变化。

3.1.8  装入下半部分轴瓦，松开手动葫芦，使转子压在轴瓦上。

3.1.9  测量记录点A和记录点B的数值，是否和修前一致，如果不一致则重复步骤5、6、7、8、9使检修前后后记录点A和记录点B处的数值一致，确保转子高度左右没有变化。

3.1.10 测量记录点C、D、E、F的数值，和修前数字相比较，如果不一致则，左右移动转子位置，保证检修前后记录点C、D、E、F的数值一致。

3.1.11 装上半部分轴瓦，并调整油隙，使其在标准范围内。

3.1.12 恢复现场安装工作（主油泵装复，管道连接等）。

3.2 不校中心更换轴承检修效果及价值体现

2021年12月检修后机组启动，机组各轴承的振动、金属温度都与检修前机组的正常运行时的数据无异，检修质量良好。此检修技术可以大幅提高检修效率，降低检修成本，避免的汽轮机开缸检修带来的螺栓咬死等严重影响检修进度的问题。

4 结语

通过对30MW机组轴瓦损坏原因分析，同时结合案例对机组“不较中心更换轴瓦”检修方法进行介绍，为同类型机组轴瓦检修提供参考，提高检修效率，避免由于轴瓦损害带来是重大损失。

参考文献：

[1]王维彬 .200MW汽轮机轴瓦损坏分析与处理.2012

[2]王立军.汽轮机轴瓦、轴颈磨损分析与预防.2015

[3]王寓文.浅谈如何防止汽轮机轴瓦损坏事故.2016