燃气轮机轴瓦异常原因分析

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2()(J8年10月
广东电力
GUANGDONG ELECnlIC POWER
V01．21 NO．10
Oct．2008
文章编号：1007．290X(2008)10-0062．03
39 0 MW燃气一蒸汽联合循环机组轴瓦
温度异常处理
阚洪，胡玉剑
(y-东惠州天然气发电有限公司，广东惠州516082)
摘要：简要介绍了广东惠州天然气发电有限公司3x390 MW燃气一蒸汽联合循环机组的配置型式，叙述了调试
过程中3号机组6号轴瓦温度异常的情况，针对轴瓦的实际结构，从设计、制造、安装和运行调整等不同方面
分析了6号轴瓦温度异常的原因，最后认为是轴瓦安装参数出现了问题，现场解体检查证实了轴瓦侧隙偏小，
处理后问题得以解决。
关键词：燃气一蒸汽联合循环机组；轴瓦；温度；异常
中图分类号：TK263．64 文献标志码：B
Treatment of Abnormal Bearing Bush Temperature of 390 MW Gas-steam
Combined Cycle Units
KAN Hong，HU Yu-jian
(Guangdong Huizhou Natural Gas Power Generation Co．，Ltd．，Huizhou，Ouangdong 516082，China)
Abstract：The configuration of three 390 MW gas-steam combined cycle units in Guangdong Huizhou Natural Gas Power
Generation Co．，Ltd．is presented briefly，and the temperature abnormality of Bearing Bush 6 in Unit 3 during
commissioning is described．In view of the structure of the bearing bush，the reasons for the problem are analyzed in terms
of design，manufacture，installation and operation adjustment．It is concluded that the bearing bush installation parameter is
improper．Strip inspection on site shows that the bearing bush side gap is on the small side．The problem is solved after
treatment．
Key words：gas-steam combined cycle unit；bearing bush；temperature；abnormal
广东惠州天然气发电有限公司一期工程共设计
安装3台390 Mw级燃气一蒸汽联合循环机组，
其中机岛设备由日本三菱重工株式会社成套供货，
国内的技术引进合作伙伴为东方电气集团公司，即
三菱重工东方汽轮机厂、东方汽轮机厂、三菱电机
东方电机厂分别制造燃气轮机、蒸汽轮机和发电
机。余热锅炉由业主在国内招标确定，供货商为杭
州锅炉集团有限公司。机组配置型式为I+1+1+
1，即每台机组配置1台燃气轮机、1台蒸汽轮机、
1台发电机、1台余热锅炉，其中燃气轮机、蒸汽
轮机、发电机位于同一根轴上。燃气轮机转子、
蒸汽轮机高中压转子、蒸汽轮机低压转子、发电
收稿151期：2f)()8．03．28
机转子各配置两套轴承。蒸汽轮机为三压、再
热、双缸下排汽机型，旋转方向为逆时针，末级
叶片长762 mm。汽轮机高中压转子配套的滑动
轴瓦为可倾轴瓦，低压转子配套的滑动轴瓦为圆
型轴瓦。
3台机组分别于2006年9月、2006年12月、
2007年7月正式投产发电。但在调试过程中，3号
机组6号轴瓦温度高达98．3℃(厂家定值为60
℃)，严重影响了机组的安全运行。经过认真的分
析、总结、处理，解决了该问题，为机组顺利投产
争取了时间。
万方数据
第10期阚洪等：390 MW燃气一蒸汽联合循环机组轴瓦温度异常处理
1 6号轴瓦温度异常情况
1．1初次试运
3号机组于2007年3月31日完成发电机氢气
置换工作，随后连续完成了首次高盘、首次点火、
打闸(SFC)试验等，顺利定速3 000 r／min。定速
后机组各方面工艺参数基本正常。但6号瓦轴振及
瓦温较高，分别为65 t．tm及83．9℃。
1．2第二次试运
4月2日，3号机组第二次启动，定速3 000
r／min后锅炉高压蒸汽系统开始暖管及吹管。吹管
期间发现低压转子6号瓦金属温度为86．1℃，轴
振101 pm。4月3日13时21分，轴振达到了108
t-tm。吹管结束后的停机过程中，当转速达到第一
临界转速时，该轴振最大达到1 16 pm，表现为恶
化的迹象。
1．3动平衡试验
厂家代表认为，6号瓦轴振及温度异常的主要
原因是低压转子存在一定的不平衡量。为降低6号
瓦轴振及温度，决定对低压转子进行加重。配重后
于4月6日启动，在额定转速、功率0．9 Mw时，
6号轴瓦温度为81．2℃，振动值为53 pm，轴振
已大幅下降，瓦温也有所好转。但继续运行两天
后，6号轴瓦振动仍在断续升高，最大83弘m，因
而进行了第二次加重。第二次加重后再次启动，定
速后6号轴瓦X方向轴振为53 t-tm，最大爬升至
78,um；轴瓦金属温度83．1℃，最高85．9℃。而
且2号瓦(燃机)轴振X方向与y方向令部升至75
,--,82 pm。可见，动平衡试验虽然改善了6号瓦振
动，但影响了2号瓦振动，而且振动表现出不稳定
的特征。试验证明，机组的振动及轴瓦温度高并非
由不平衡所造成。
2轴瓦温度异常原因分折
低压转子轴瓦结构为键型轴瓦(圆筒轴瓦)。5
号轴瓦外径为787 illnl，宽度516 ITlm，内径(430+
0．05)mm。厂家规定该轴瓦与轴颈配合的径向间
隙为0．86,--．-,0．96 mm；6号轴瓦外径840 mm，宽
度530 mm，内径(455+0．05)mm，厂家规定该
轴瓦与轴颈配合径向间隙为0．91～1．01 mm。为
了找到故障原因，需要对在实际运行中影响机组振
动及轴瓦温度异常的因素进行分析。
2．1低压转子跳动值
低压转子跳动是影响振动的最直接因素之一。
低压转子安装前找晃度是在轴瓦安装好吊人后进行
的。根据转子出厂及安装前的检测，低压转子轴颈
跳动值分别为发电机侧0．01 mm，透平侧0．01
mm，符合要求。
2．2燃气一蒸汽轮机轴系静挠度
通过查阅资料，安装时各转子静挠度符合厂家
规定曲线；低压缸下缸水平度符合设计要求；高、
中压缸负荷分配执行厂家规定。
2．3轴瓦进油量分配
影响供油减少的因素有两个：一是油压及流
量，润滑油进入该瓦前的油压及流量若与设计值不
符则会造成回油量不正常；二是进油过滤器目数过
小或杂质多，形成网前后压差及流量不等。该瓦进
油节流孔设计值为(80±0．50)mm，实测进油节流
孑L内径80．48 mm；润滑油供油压力0．22 MPa，
均满足设计要求。
2．4轴瓦安装与检修工艺质量
轴瓦采用圆形轴承结构，轴承合金面是一个圆
筒，其结构简单，润滑油的消耗量和摩擦损失都较
小，但由于在其下部只形成一个油楔，在高速轻载
的工作条件下，油膜刚性差，容易引起振动。
圆形轴瓦油膜的形成与转速、润滑油黏度、轴
颈与轴瓦的间隙以及轴承上负荷的大小有直接关
系。轴瓦内油量及负荷分配不均将严重影响轴瓦正
常工作，也是造成轴瓦温度升高的主要因素。根据
厂家要求，球面垫块的球面与轴承座的接触面积应
大于75％，并规定轴承下部两侧面的球面垫块与
轴承座的间隙为0 mm，修刮垫块时应使轴瓦体中
分面与轴承座中分面平行度不大于0．02 mm。
通过对6号瓦解体检测，发现瓦枕球面垫块加
垫厚度符合设计要求。
2．5转子轴中心线偏差
联轴器找中心的质量直接影响到机组的安全运
转，特别是转子水平放置时由于自重势必产生静挠
度，从而引起联轴器端面产生上张口现象；转子和
轴瓦经过榆修后，其几个转子之问也会发生中心变
化。而转子联轴器找中心的目的就在于使所连接的
各转子的中心线在同一条均匀、光滑连续的曲线
上，且使各轴瓦所承受的负荷符合设计要求。复查
机组二次灌浆后的联轴器中心记录均符合厂家
万方数据
广东电力第21卷
要求。
2．6顶轴油方面的因素
发电机转子轴瓦配套三菱顶轴油模块，抬轴参
数符合要求。机组规程规定转速500 r／min时可以
启停油泵。依据润滑理论，在51)0 r／rain时油膜较
薄，若油温升高、油质劣化或轴承载荷增加都将导
致轴承处于混合摩擦状态，容易造成油膜的局部破
坏，从而使轴承温度异常。因而机组在启停过程中
停止顶轴油泵运行和在停机过程中启动顶轴油泵运
行的时机选择在转速500 r／rain时是否合适值得
探讨。
3轴瓦温度高的处理过程
根据以上分析，在6号轴瓦温度升高及振动爬
升的故障中，下面几点值得思考：
a)初次定速时，轴振并不大，在随后的运行
中逐渐爬升。但轴瓦温度一直偏大。这说明影响轴
瓦温度异常的因素一开始就存在，而影响振动的因
素则随着运行时间而变化。
b)机组在启停过程中停止和启动顶轴油泵时
转速定为500 r／min并非只在3号机组执行。存在
同样情况的1，2号机组并没有出现类似问题。
c)实际运行中影响机组振动及轴瓦温度异常
的因素中，通过查阅数据唯一不能确认的就是轴瓦
侧隙调整问题。
综合以上情况分析，认为轴瓦本身存在问题的
可能性较大。
3．1轴瓦解体检查
2007年4月16日，针对6号瓦温度高的问
题，决定对轴瓦进行解体检查。解体后发现：
a)轴瓦与轴径存在于摩擦现象。下瓦正下方
约1／2直径范围内的接触面上有轻微摩擦现象，如
图1所示。
图1下瓦轻微摩擦现象
b)轴瓦侧隙明显异常。解体时复测下瓦瓦口
两侧间隙值均为0．43 mm，明显比厂家要求值低。
3．2原因分析
根据相关规程，轴瓦顶部间隙一般取轴径的
0．15％～0．2％，瓦口间隙为顶部间隙的1／2。瓦
盖紧力一般取0---0．03 mm。合理的间隙旨在保证
轴瓦的润滑、冷却，避免轴振动对轴瓦的影响。如
果在安装过程中发现与标准有出入，应进行分析，
制定针对性处理方案并处理。根据6号瓦轴径大
小，合理的轴瓦顶部间隙应为0．685～0．910 mm。
实测结果约为0．86 mm，为合理间隙的上限，符
合规程要求。而厂家规定轴瓦与轴颈配合径向间隙
设计值为0．91～1．01 mm，实测值比设计值略微
偏小。但从解体与运行情况看，下瓦正下方约1／2
直径范围内的接触面上轻微摩擦明显为半干摩擦现
象，表明转子工作时，转子与轴径之间没有形成足
够强度的油膜，导致在某些极限工况下转子与轴径
发生摩擦；而运行中瓦温偏高、振动偏大与油膜的
形成不好均有直接关系。
为此，从数据的分析及解体情况看，下瓦瓦口
两侧间隙偏小是造成瓦温异常及振动异常的主要
原因。
3．3轴瓦处理
根据解体情况，确定了轴瓦修复方案。下轴
瓦采用手工刮研，对摩擦的地方进行精细修刮，
保证接触面积大于75％以上。重新组装后，测量
瓦口间隙为0．53 mm，轴瓦与轴颈径向间隙两侧
分别为1．08 mm和0．98 mm，满足厂家设计值的
要求。
3．4最终试运结果
经过再次试运，轴瓦振动与温度均在合格范围
内，问题得以解决。
4结论与建议
通过以上分析，我们知道，轴瓦温度高的原因
有许多，但应具体问题具体分析，需要我们不断研
究、改进。在平时工作中，我们尤需加强监测，防
患于未然。
作者简介：阚洪(1957一)，男．黑龙江齐齐哈尔人。主要从事电
厂设备安装和汽轮机检修、调试等方面的工作。
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