630MW汽轮机可倾瓦轴承温度高原因分析及处理

郑智

【摘 要】某厂630MW汽轮机运行过程中，3号轴承出现了温度高故障。本文介绍了故障现象，结合各方面因素的分析及揭瓦检查，发现该轴承顶部间隙偏小、右侧下瓦块载荷过重。通过调整轴承顶部间隙及轴承调整垫块厚度等措施，解决了轴承温度高的问题，从而保障了机组的安全运行。

【关键词】汽轮机；轴承金属温度；载荷；顶部间隙；调整垫块

中图分类号： TM621 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）03-0153-003

Analysis and Treatment on the high temperature of titling-pad bearing of 630MW Steam Turbine

ZHENG Zhi

（Zhanjiang Zhongyue Energy co.，Ltd.，Zhanjiang 524000，Guangdong Province，China）

【Abstract】During the operation of A 630 MW steam turbine，there was a high temperature fault in NO.3 bearing.This paper introduces the fault phenomena.Combined with the analysis of various factors and the inspection of the bearing，it is found that the top clearance of the bearing is small，and the load on the right lower tile is too heavy. The problem of high bearing temperature is solved by adjusting the top clearance of the bearing and the thickness of the adjustment shim，so as to ensure safe operation of the unit.

【Key words】Steam turbine； Bearing metal temperature； Load； Top clearance； Adjustment shim

1 設备概况

某电厂2号汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产的亚临界、一次中间再热、四缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机，于2017年进行通流改造，改造后汽轮机型号为N630-16.7/538/538。汽轮机高压缸为单流布置，中压缸、低压缸均为双流反向布置。轴系由高压转子、中压转子、1号低压转子、中间轴、2号低压转子、发电机转子、励磁小轴及11个轴承组成。其中，#1—8轴承（高、中、低压转子前后轴承）为四瓦块可倾瓦型径向轴承，#9—10轴承（发电机前后轴承）上半为圆柱形，下半为两块可倾瓦；#11轴承为径向圆柱形轴承。

2 轴瓦温度高情况介绍

某电厂2号汽轮机组通流改造完成后，于2017年11月27日进行冲转。如图1所示，#2汽轮机冲转过程中，#3轴承金属温度随汽轮机转速升高而升高，当汽轮机转速到达3000r/min时，其测点2温度达到96.9℃，在机组带负荷运行阶段测点1温度稳定在98-99℃范围内，明显高于正常运行时70-75℃的温度范围，且比较接近停机值113℃。而测点1温度为75.8℃，两侧温差达到21.1℃。另外，#3瓦振为13.3um，#3瓦轴振29.3um，回油温度47.7℃，均处于正常范围。

经过热工人员的检查，确认测点2反映的是#3轴承右侧下瓦块的温度，且经过拆线检查热电阻的阻值和绝缘，确认该测点温度为实际瓦温。因此，虽#3轴承轴振、瓦振、均在正常范围内，但#3轴承右侧下瓦块温度（即#3轴承测点2温度）为真实数据，接近轴承金属温度停机值113℃，严重威胁机组安全运行。

2017年12月13日，#2机组停机。如图2所示，#3瓦温无波动。22：59时，汽机转速下降到1722rpm，3X轴振、3Y轴振及#3瓦振均出现了小范围波动，其中，3X轴振最大值为86.8um，3Y轴振最大值为79.9um。

3 #3轴承温度高原因分析

3.1 轴承结构

某电厂2号汽轮机#3轴承结构如图3所示，轴承由轴承外壳、瓦枕及四块具有自位能力的可倾瓦组成。轴承两块下瓦各装有一支温度元件，该元件为三线制PT热电阻，用于监测两块下瓦的金属温度。瓦块通过支持销定位，且位于瓦块中心的调整垫块与支持销的球面接触，作为可倾瓦的摆动支点。

润滑油通过轴承外壳两侧水平油孔，进入瓦枕水平两侧、底部节流孔板进入轴承各瓦块楔形间隙，形成油膜，并从轴承两侧端部油封环处排出，返回轴承座。

油封环和油封挡环可防止轴承两端大量漏油，保证润滑油对轴瓦的冷却能力。油封挡环分为两半，通过油封环上的限位销防止油封挡环转动。

3.2 可能导致#3轴承温度高的原因

（1）实际进入轴瓦的润滑油量偏少，轴承箱内润滑油管路泄露，导致实际进入轴瓦润滑油量偏少，从而出现回油温度正常，轴瓦温度高的现象。

（2）轴承右侧下瓦块乌金面脱胎、损伤，破坏油膜稳定性，导致轴瓦温度升高。[1]

（3）轴承顶部间隙小，汽轮机高速旋转过程中，轴瓦油膜遭到破坏，导致轴颈与轴瓦乌金面产生干摩擦，导致轴瓦温度高。[1]

（4）轴承两端油封环间隙大，润滑油泄漏量大，导致油膜压力下降，轴颈与轴瓦产生摩擦，造成轴瓦温度高。

（5）油封挡环结合面螺栓松脱，润滑油泄漏量过大，导致轴颈与轴瓦摩擦，造成瓦温高。

3.3 解体检修发现的问题及分析

12月30日，#2汽轮机具备停运盘车条件，随即停运盘车及润滑油系统，对#3轴承进行解体揭瓦检查。经过检查，轴颈与轴瓦接触部分无损伤，轴瓦乌金面无脱胎现象，轴承箱内润滑油管路无泄漏，#3轴承两端油封环完好且间隙符合安装标准。但在检查、数据测量过程中发现以下问题：

（1）如图4所示，#3轴承左侧上瓦块有轻微磨损痕迹。

（2）如图5所示，下侧左、右瓦块均有磨损痕迹，其中，下侧右瓦块磨损痕迹较重。

（3）与#3轴承接触的轴颈部分情况良好，并无磨损现象。

（4）检修人员对瓦块的厚度、轴瓦调整垫块的厚度、支持销的厚度及瓦块背后定位孔的深度进行了详细的测量

S2比S1大0.295mm，由此可判断出，在汽轮机正常运行中，#3轴承右侧下瓦块的载荷明显比左侧下瓦块的载荷大。

（5）对#3轴承的顶部间隙进行测量，其中，左侧上瓦块顶部间隙为0.56mm，右侧上瓦块顶部间隙为0.57mm，均在制造厂设计值0.56-0.66 mm范围内，但均处于下限值。

结合汽轮机运行数据、现场解体检查及测量的数据，#3轴承右侧下瓦块温度高主要原因如下：

（1）#3轴承左右两侧上瓦块顶部间隙偏小，虽两瓦块顶部间隙符合设计标准，但均处于下限值。

（2）右侧下瓦块调整垫块较厚，载荷左右不均匀，右侧下瓦块载荷较重。再考虑到左侧上瓦块顶部间隙处于设计值下限，进一步加重右侧下瓦块的载荷，从而导致该轴瓦与轴颈产生摩擦，造成该瓦块金属温度高。

4 处理措施及效果

4.1 主要处理措施

（1）由于#3轴承单侧下瓦块载荷重，且避免过多影响轴系的载荷分布，故不对#3轴承作整体调整，只对右侧下瓦块的调整垫块进行打磨，考虑到之前运行瓦块已经有一定的磨损量，因此通過打磨将#3轴承右侧下瓦块调整垫块厚度减少0.07mm，并检查调整垫块与轴瓦接触情况合格。

（2）通过打磨上瓦块背面的调整垫块，将#3轴承左侧上瓦块顶部间隙调整至0.65mm，右上瓦顶部间隙调整至0.62mm，以接近设计范围0.56-0.66mm的上限值。

（3）检查#3轴承下瓦块表面接触度，对右侧下瓦块表面进行轻微修刮。

4.2 处理效果

2018年1月7日，2号汽轮机启动冲转，如图6所示，#3轴承金属温度正常，测点1温度为68.5℃，测点2温度为64.5℃。在随后机组带负荷阶段，温度稳定在此范围内，#3瓦振12.2um，3X轴振为38.5um，3Y轴振为51.3um，回油温度46.7℃，均在正常范围内。

5 结语

本文结合2号汽轮机冲转过程及正常运行中的#3轴承左右侧瓦温、回油温度等参数及解体检查的结果，确认#3轴承右侧下瓦块温高的原因是左侧上瓦块顶部间隙偏小及右侧下瓦块调整垫块厚度过大，通过相应的调整，成功解决了#3轴承右侧下瓦块金属温度偏高的问题。2号机组于2018年1月7日正常启动，#3轴承金属温度、回油温度、轴振、瓦振等参数均在正常范围内，保障了机组安全运行。同时，此案例为同类型机组轴承检修提供了一定的参考价值。

【参考文献】

[1]刘晶晶，焦军政，杨竹青.汽轮机轴瓦温度高的原因分析及处理[J].华电技术，2013，35（7）：42-43.