電廠汽輪機(jī)軸承的問題及改進(jìn)方法

曾一杰

摘 要：電廠汽輪機(jī)軸承作為一個主要的構(gòu)成部分，如果出現(xiàn)問題會對汽輪機(jī)的正常使用造成較大的影響。該文重點(diǎn)對電廠汽輪機(jī)軸承的問題和改進(jìn)方法進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：電廠汽輪機(jī) 軸承問題 改進(jìn)方法

中圖分類號：TK249.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（b）-0078-01

在我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展下，各種高參數(shù)、大容量的設(shè)備不斷投入運(yùn)營，對機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性的要求也逐漸提高。軸承作為汽輪機(jī)的重要組成部分，如果出現(xiàn)問題，會對機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性造成較大的影響。比如，當(dāng)軸承出現(xiàn)振動時(shí)，如果不及時(shí)處理，會出現(xiàn)非正常停機(jī)等情況。該文重點(diǎn)對電廠汽輪機(jī)軸承的問題和改進(jìn)方法進(jìn)行探討。

1 電廠汽輪機(jī)軸承的基本類型和主要用途

一般情況下，電廠汽輪機(jī)軸承主要分為推力軸承和支撐軸承兩種。其中推力軸承主要是用來對部分轉(zhuǎn)子軸向推力和軸向定位進(jìn)行承擔(dān)，在正常運(yùn)行的過程中，會承擔(dān)甩負(fù)荷時(shí)產(chǎn)生的反向軸線推力以及順氣流方向的部分軸向推力，為了防止出現(xiàn)靜摩檫力，要固定好轉(zhuǎn)子的位置。支撐軸承主要是用來對轉(zhuǎn)子的質(zhì)量進(jìn)行支撐，承擔(dān)轉(zhuǎn)子在不平衡的情況下出現(xiàn)的離心力。此外，軸承還承擔(dān)轉(zhuǎn)子徑向位置，使轉(zhuǎn)子和氣缸中心保持一致，保證汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的正常。

2 電廠汽輪機(jī)軸承常見的問題

2.1 推力軸承常見的問題

當(dāng)推力軸承被損壞后，軸向的位移數(shù)據(jù)會提高，推力瓦的烏金溫度會升高，導(dǎo)致油溫度增加，嚴(yán)重時(shí)推力瓦塊會有冒煙的情況出現(xiàn)。究其原因，主要有下面幾個方面：（1）在作業(yè)的過程中，機(jī)組瞬間甩負(fù)荷或中壓氣門錯誤關(guān)閉，都可能會導(dǎo)致推力軸承燒壞的情況出現(xiàn)。（2）蒸汽質(zhì)量不高，葉片出現(xiàn)結(jié)垢的情況，在清理蒸汽葉片時(shí)由于清理力度過小也會導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)。（3）在汽輪機(jī)運(yùn)行的過程中，出現(xiàn)了負(fù)荷過大或者水擊的情況，處理蒸汽溫度降低時(shí)的方法不正確等都會導(dǎo)致推力軸承燒壞的情況出現(xiàn)。（4）在使用油系統(tǒng)時(shí)，由于管理不到位，沒能及時(shí)對油系統(tǒng)中的雜質(zhì)進(jìn)行清理，導(dǎo)致推力瓦塊的油膜被破壞的情況出現(xiàn)。（5）隔板汽封間隙過大，使得軸向的推力提高。（6）當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地不正確時(shí)，軸線電流會導(dǎo)致推力瓦出現(xiàn)電腐蝕的情況。（7）在改造機(jī)組時(shí)，實(shí)際的軸線推力理論計(jì)算值和理論值出現(xiàn)比較大的偏差，導(dǎo)致回油和進(jìn)油的管路尺寸擴(kuò)大不達(dá)標(biāo)，破壞了推力軸承。（8）推力瓦塊、軸頸揚(yáng)度、推力盤平行度不達(dá)標(biāo)。

2.2 氣流軸承出現(xiàn)激振

一般情況下下，氣流軸承出現(xiàn)激振主要有下面幾個方面的特點(diǎn)：（1）超臨界蒸汽輪機(jī)入口處的蒸汽密度過大、蒸汽壓力鍋高，由于蒸汽渦流的干擾能力提供的能量和蒸汽的密度和軌跡上的激振點(diǎn)又直接的聯(lián)系，因此，蒸汽密度越高，越容易出現(xiàn)氣流激振。（2）機(jī)組的轉(zhuǎn)子長、容量大，轉(zhuǎn)子撓度也比較大，剛性降低，轉(zhuǎn)子的自振頻率比較低，在激振頻率比較接近時(shí)，就會有振動出現(xiàn)。（3）當(dāng)機(jī)組的負(fù)荷增加到某個值后，就會出現(xiàn)蒸汽自振蕩，如果不及時(shí)處理，需要在負(fù)荷降低到一定的數(shù)字后振動才會消失。（4）氣流震蕩多出現(xiàn)在容量比較大的轉(zhuǎn)子上，在高壓缸氣流調(diào)節(jié)處氣流激振最嚴(yán)重。

2.3 軸承振動

軸承振動是電廠汽輪機(jī)比較常見的問題，如果不及時(shí)處理，會導(dǎo)致汽輪機(jī)出現(xiàn)跳閘事故，一般情況下，導(dǎo)致軸承出現(xiàn)振動的原因主要有下面幾個方面：（1）由于超臨界汽輪機(jī)入口蒸汽壓力過高，蒸汽密度大。而蒸汽的密度和軌道上的激振點(diǎn)又直接影響著蒸汽渦流的干擾能力，因此蒸汽密度越高，產(chǎn)生氣流激振就越嚴(yán)重。（2）安裝轉(zhuǎn)子不合格，動靜部分的中心有偏差出現(xiàn)，在圓周上阻氣環(huán)和動葉復(fù)環(huán)之間存在較大的間隙，當(dāng)蒸汽從這些比較小的位置通過后，圓周壓力會失去平衡性，增加了蒸汽對轉(zhuǎn)子激振出現(xiàn)的概率。（3）由于機(jī)組的轉(zhuǎn)子比較長，容量比較大，因此轉(zhuǎn)子的撓度相對來說也比較大，剛性會不太好，轉(zhuǎn)子的自振頻率也會隨之降低，在蒸汽對轉(zhuǎn)子作用的頻率比較接近時(shí)，就會出現(xiàn)振動。（4）當(dāng)機(jī)組負(fù)荷增加到某個數(shù)值后，就會出現(xiàn)蒸汽激震蕩，如果處理不及時(shí)，當(dāng)負(fù)荷降低導(dǎo)致這個數(shù)值后，振動會逐步消失。

3 解決軸承問題的主要措施

3.1 管理方面的控制

為了對汽輪機(jī)軸承的使用壽命進(jìn)行提升，就需要對管理進(jìn)行提升，要定期對汽輪機(jī)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，不斷對操作人員對事故的應(yīng)急處理能力和預(yù)判能力進(jìn)行提高。要提高瓦溫、壓力、振動、回油溫度等方面的監(jiān)督力度，將預(yù)防作為控制的重點(diǎn)，進(jìn)而對設(shè)備的安全性進(jìn)行提升。最后，要提高對檢修過程的控制，確保檢修質(zhì)量。

3.2 氣流激振動的管理措施

（1）要進(jìn)行汽輪機(jī)高調(diào)門流量特征試驗(yàn)，對閥門的調(diào)節(jié)品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)閥門的具體特征和軸承振動的情況，調(diào)節(jié)閥門的順序。（2）機(jī)組升負(fù)荷時(shí)，運(yùn)行人員要監(jiān)控好軸系振動，在軸承振動突然升到的報(bào)警值后，立即對機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行降低，或者進(jìn)行真空調(diào)整。（3）利用檢修機(jī)組的機(jī)會，對一號軸承進(jìn)行提升，提升軸承的干擾抵抗能力。（4）對轉(zhuǎn)子中心和氣缸進(jìn)行調(diào)整，防止氣缸中心和轉(zhuǎn)子運(yùn)行中出現(xiàn)偏移的情況。（5）提高隔板和轉(zhuǎn)子直接的軸向間隙，在靜葉、噴嘴和動葉之間軸向間隙不斷增加的情況下，可以明顯降低氣流渦動的激振力，降低汽輪機(jī)的內(nèi)效率。

3.3 其他方面的改進(jìn)措施

（1）油箱的控制。首先，要根據(jù)規(guī)定的要求進(jìn)行油系統(tǒng)和油箱的控制，要始終將油控制在規(guī)定的范圍中，定期對油箱進(jìn)行檢查，油量比較少的時(shí)候，要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)油，定期對油箱進(jìn)行濾水、放水和濾油操作。其次對油箱排煙風(fēng)機(jī)的入口門進(jìn)行調(diào)整，要保證油箱中有一定的負(fù)壓，對油氣進(jìn)行正常分離。最后，做好油質(zhì)的分析工作，定期根據(jù)具體的運(yùn)行情況，對出現(xiàn)的異常問題進(jìn)行處理。避免進(jìn)一步惡化的情況出現(xiàn)。（2）輔助油泵的控制。在輔助油泵方面，在汽輪機(jī)停機(jī)和啟動前，要對所有的輔助油泵進(jìn)行試轉(zhuǎn)，并將啟動前的油泵連鎖試驗(yàn)做好。此外，要定期對油泵進(jìn)行檢查和試驗(yàn)，保證輔助油泵運(yùn)行的穩(wěn)定性。（3）冷油器。在操作冷油器前，要嚴(yán)格按照相關(guān)的監(jiān)護(hù)制度進(jìn)行開展，在切換或停用冷油器時(shí)，控制好潤滑油的油壓，并保證油溫的平穩(wěn)性，不允許有大的波動出現(xiàn)。最后，要防止冷油器的油側(cè)有冷卻水進(jìn)入，油壓稍微高出冷卻水壓即可。此外，在機(jī)組停機(jī)和啟動時(shí)，要防止冷卻水壓出現(xiàn)大的波動，定期對冷油器漏水的情況進(jìn)行檢測。（4）要將汽輪機(jī)的軸承溫度控制在合理的范圍中，當(dāng)溫度突然上升時(shí)，要進(jìn)行停機(jī)檢查。此外，當(dāng)有軸瓦斷油或水沖擊等突發(fā)事件出現(xiàn)時(shí)，要及時(shí)停機(jī)檢查，將隱患進(jìn)行消除后，才可以重新進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，要對檢修工藝進(jìn)行提升，避免維修不到位，出現(xiàn)軸承損壞的情況。（5）機(jī)組運(yùn)行的過程中，相關(guān)人員要做好軸承振動的監(jiān)視工作，當(dāng)軸承振動出現(xiàn)報(bào)警或突然升高的情況時(shí)，要立即將機(jī)組負(fù)荷降低到升高前的負(fù)荷。

4 結(jié)語

總而言之，汽輪機(jī)軸承作為汽輪機(jī)主要構(gòu)成部分，為了保證其運(yùn)行的正常性，需要不斷的對檢修水平、運(yùn)行水平、監(jiān)控水平進(jìn)行提高，積極的探索合理的解決方案，進(jìn)而保證汽輪機(jī)正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 王勇.電廠汽輪機(jī)設(shè)備及運(yùn)行[M].中國電力出版社，2010.

[2] 張學(xué)延，張衛(wèi)軍，王延博.汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子突發(fā)性振動問題分析[J].中國電力，2011（12）.

[3] 宋欣亮，陳曉東.C6-3.43/0.49型汽輪機(jī)推力軸承前軸承軸瓦損壞原因分析及缺陷消除[J].赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008（5）.endprint