汽轮机轴瓦温度偏高的原因与故障排除

钱 涛

（湖北大峪口化工有限责任公司，湖北荆门 431910）

0 引言

汽轮机作为大型机械系统，在很多企业中发挥着非常重要的作用。一旦汽轮机机组出现运行异常问题，会对整体机械系统的高效稳定运行产生严重影响，不仅给生产企业造成相应的经济损失，严重情况下，甚至会引发安全事故，威胁周围人员的人身安全。因此，在汽轮机机组运行过程中，必须加强对各项机组运行参数的控制，使其处于符合运行标准的范围之内。特别是轴瓦的温度，作为汽轮机机组运行的重要参数，其一旦发生异常升高，会影响到整个汽轮机机组的稳定、高效运行。造成汽轮机机组轴瓦温度异常升高的具体原因有很多种，在实际检修过程中，检修人员要结合实际情况，进行逐一排查分析，明确温度异常的根本原因，才能采取切实有效的处理措施。

1 汽轮机轴瓦温度偏高原因分析

1.1 轴瓦的安装施工不当

在汽轮机的轴瓦安装施工过程中，引发后期汽轮机运行期间出现轴瓦温度异常升高的原因是多方面的：①安装使用的零部件质量未达到轴瓦在汽轮机运行期间的性能要求，或者安装之前零部件就存在某些损坏状况，但是施工安装人员没有及时发现，都会影响到轴瓦的运行温度；②施工人员在安装汽轮机轴瓦时，如果操作不当，或者没有按照施工标准进行操作，导致轴承的位置不对中，轴颈和轴承无法具有相同的扬度，进而显著降低轴瓦的调节性能，最终使汽轮机在运行过程中发生轴瓦温度异常升高的问题；③汽轮机运行的周边环境也会对轴瓦的运行温度产生一定的影响，但是由于造成轴瓦温度异常的环境因素具有多样性与隐蔽性，导致检修人员在排查故障时具有很大的难度。

1.2 润滑油问题

润滑油对于汽轮机日常运行过程中的机组温度具有重要作用，其不当使用对汽轮机的轴瓦温度影响主要有以下3个方面。

（1）油中有杂质。如果润滑油本身的品质不符合应用标准，如纯度不达标，有金属碎屑混入润滑油中，在实际应用过程中，润滑油中的杂质会划伤轴瓦，进而导致轴瓦温度异常升高。这种情况在新完成安装运行的汽轮机机组中很容易发生，需要工作人员给予高度的关注。当汽轮机机组的运行速度比较慢的时候，润滑油中的杂质会对轴瓦中的顶轴油囊产生破坏，使得顶轴油压过低，很难形成符合标准的油膜。油膜质量不符合运行标准，就会影响轴瓦和大轴间发生摩擦，对轴瓦造成一定程度的磨损，摩擦过程中轴瓦的温度会升高。

（2）供油不稳定。在汽轮机机组运行过程中，润滑油能够对轴承起到冷却降温与润滑的作用，是轴承运行工作中必不可少的一部分。如果润滑油系统在工作过程中发生润滑油的流量或者油压突然降低的情况，轴瓦的运行温度会随之发生异常升高。润滑油的流量或者油压突降异常，大多时候是由于润滑油系统临时发生异常情况，导致跳机，或者直流油泵和交流油泵发生了异常导致的。如果进入轴瓦中的润滑油太少，或者排油管道发生堵塞，也会因为轴瓦运行工作中生成的热量积聚在轴瓦周围，导致温度异常升高。

（3）油温异常。汽轮机机组运行过程中对于润滑油的温度也有一定的要求。如果润滑油的温度过低，就会导致其黏度随之上升，无法均匀分布，进而加大不同部件之间的摩擦，导致轴瓦温度异常升高。如果润滑油的温度太高，则会使润滑油的黏度显著降低，影响油楔的厚度及刚度，还会使油膜无法具有较高的负载能力，严重情况下油楔会出现破裂情况。如果油楔破裂，就会立即发生混合摩擦，进而轴承金属的温度会迅速提高，甚至出现咬合现象。

1.3 轴瓦自身问题

（1）轴瓦安装不正。在轴瓦施工安装的过程中，没有在事先规划设计的位置对轴承进行准确安装，导致轴承位置歪斜，或者轴颈和轴承没有处于同一条轴线上，就会影响轴瓦在运行过程中的自身调整性能，出现温度异常升高的问题。

（2）轴承安装不合格。轴承的底座上设置有太多数量的垫片，或者轴承的紧力超出安装标准，也会引发轴瓦运行异常故障，进而影响温度。

（3）轴瓦与轴承座间卡涩。轴承底座上的垫片或者球面销发生卡涩现象，也会引发轴瓦温度的异常升高。在汽轮机机组中，通常会在可倾瓦块的背部位置安装发挥支撑作用的销饼，凭借其本身具有的高稳定性，能够在轴承运行过程中，通过轻微的摆动，对负载和转子的振动进行一定补偿，使支持力能够始终指向中心位置。

1.4 负载影响

在汽轮机机组上有外来负载时，不同的调门开启顺序会使轴瓦分摊到的负载大小存在差异，进而使轴瓦温度产生异常变化。开启任意一个调门之后，蒸汽中会存在两个方向的分力：沿着圆周方向的切向分力和轴向分力。汽轮机中的转子会由于下部调门中的高压蒸汽作用，受到方向朝上的部分作用力，减少轴瓦上的负载。相反的，汽轮机中的转子会由于上部调门中高压蒸汽的作用受到向下的部分作用，影响轴瓦上的负载大小。

在汽轮机的不同运行状态下，不同轴承的标高会具有比较大的差异，影响其负载大小，进而造成温度的变化。如果在汽轮机机组运行之前，按照相关标准对其进行安装施工，适当调整轴瓦的标高和位置，形成具有较高整体性和系统性的轴系，此时汽轮机机组中的各个轴瓦对于负载的承担作用是均衡的。一旦汽轮机机组开始运行启动，不同轴承之间标高的变化可能存在差异性，就会使得部分轴瓦承担了过多的负载，轴颈与瓦块之间的润滑油油膜厚度变小，部件之间的摩擦会影响轴瓦的温度，使其显著升高。

2 汽轮机的轴瓦温度偏高排除措施

2.1 清洁汽轮机中的杂物

汽轮机机组中如果存在杂物，会使回油孔的整洁性大大降低，进而导致轴瓦的运行温度异常偏高。在对汽轮机进行安装的时候，要对进油孔的整洁程度进行细致检查，通常借助内窥镜完成检查工作。如果发现汽轮机内部结构中仍存在杂物，要立即清理。重新安装轴瓦的时候，要确保轴瓦的位置准确无误，并确认瓦块的活动状态。安装转子的时候，要检查确认轴承底座和轴瓦具有相同的方向。如果运行期间轴瓦温度异常升高，停机后通过以上操作，对汽轮机机组进行重新启动的时候，就会发现轴瓦温度已经明显下降，各项运行参数也与相关标准要求一致。

2.2 对轴瓦进行调整

如果汽轮机机组运行过程中发生轴瓦温度异常升高，可以调整轴瓦上的负载来降低轴瓦温度。具体调整载荷的方式是断开联轴器之后，对其偏差和断面进行调整。在汽轮机机组检修时，要解体气缸，减少轴瓦上的负载，令汽轮机转子具有符合应用标准的扬度，同时使联轴器的张口和外圆大小符合标准范围要求。

2.3 提高轴瓦的质量

轴瓦自身的性能水平与其在汽轮机机组运行过程中的温度高低有直接关系，要想减少运行期间轴瓦温度异常升高的故障，提高轴瓦性能是最本质的措施。相关行业从业者要重视对轴瓦的研究，不断创新，并合理应用现代科学信息技术，从根源排除汽轮机轴瓦发生异常温度上升的问题。在对轴瓦的结构进行改善优化过程中，必须保证垫片轴承底座的接触面积不能低于整体面积的3/4；另一方面要对接触点位置进行合理设计，保证其均匀性。为了防止发生泄漏润滑油的故障问题，油孔周围的接触点必须具有较高的密封性。

2.4 降低运行阻力

汽轮机机组日常运行中，发生轴瓦温度异常升高的绝大部分原因是零部件之间产生了摩擦作用，进而摩擦热量影响到轴瓦的运行温度。如果运行期间各个部件受到的运行阻力越大，其摩擦作用也会越显著，进而影响温度越高。所以为了令轴瓦的温度能够降低到正常范围，可以通过减少阻力来实现。在检修汽轮机机组时，为了确定机组运行中的具体阻力大小，可以借助修刮油斜边的方法进行。在确定了汽轮机机组的运行阻力之后，就可以根据实际情况适量增加润滑油的用量，进而降低机组运行过程中受到的阻力。

3 结语

轴承作为汽轮机机组中的重要零部件，一旦发生轴瓦温度异常升高的问题，不仅会降低轴承自身的应用性能，还有可能影响整个机组的正常运行，导致发生停机事故。一旦发生停机事故，生产企业在经济效益与社会效益方面都要承受很大的损失。所以，相关检修人员必须对汽轮机的轴瓦温度进行重点关注，结合实际汽轮机机组的运行情况，加以综合分析，明确出现温度异常的真正原因，进而采取有针对性的处理对策，以确保汽轮机能够持续高效地运行。