汽輪機(jī)軸瓦溫度偏高的原因與故障排除

錢 濤

（湖北大峪口化工有限責(zé)任公司，湖北荊門(mén) 431910）

0 引言

汽輪機(jī)作為大型機(jī)械系統(tǒng)，在很多企業(yè)中發(fā)揮著非常重要的作用。一旦汽輪機(jī)機(jī)組出現(xiàn)運(yùn)行異常問(wèn)題，會(huì)對(duì)整體機(jī)械系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生嚴(yán)重影響，不僅給生產(chǎn)企業(yè)造成相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重情況下，甚至?xí)l(fā)安全事故，威脅周圍人員的人身安全。因此，在汽輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，必須加強(qiáng)對(duì)各項(xiàng)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的控制，使其處于符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的范圍之內(nèi)。特別是軸瓦的溫度，作為汽輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行的重要參數(shù)，其一旦發(fā)生異常升高，會(huì)影響到整個(gè)汽輪機(jī)機(jī)組的穩(wěn)定、高效運(yùn)行。造成汽輪機(jī)機(jī)組軸瓦溫度異常升高的具體原因有很多種，在實(shí)際檢修過(guò)程中，檢修人員要結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行逐一排查分析，明確溫度異常的根本原因，才能采取切實(shí)有效的處理措施。

1 汽輪機(jī)軸瓦溫度偏高原因分析

1.1 軸瓦的安裝施工不當(dāng)

在汽輪機(jī)的軸瓦安裝施工過(guò)程中，引發(fā)后期汽輪機(jī)運(yùn)行期間出現(xiàn)軸瓦溫度異常升高的原因是多方面的：①安裝使用的零部件質(zhì)量未達(dá)到軸瓦在汽輪機(jī)運(yùn)行期間的性能要求，或者安裝之前零部件就存在某些損壞狀況，但是施工安裝人員沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，都會(huì)影響到軸瓦的運(yùn)行溫度；②施工人員在安裝汽輪機(jī)軸瓦時(shí)，如果操作不當(dāng)，或者沒(méi)有按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，導(dǎo)致軸承的位置不對(duì)中，軸頸和軸承無(wú)法具有相同的揚(yáng)度，進(jìn)而顯著降低軸瓦的調(diào)節(jié)性能，最終使汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生軸瓦溫度異常升高的問(wèn)題；③汽輪機(jī)運(yùn)行的周邊環(huán)境也會(huì)對(duì)軸瓦的運(yùn)行溫度產(chǎn)生一定的影響，但是由于造成軸瓦溫度異常的環(huán)境因素具有多樣性與隱蔽性，導(dǎo)致檢修人員在排查故障時(shí)具有很大的難度。

1.2 潤(rùn)滑油問(wèn)題

潤(rùn)滑油對(duì)于汽輪機(jī)日常運(yùn)行過(guò)程中的機(jī)組溫度具有重要作用，其不當(dāng)使用對(duì)汽輪機(jī)的軸瓦溫度影響主要有以下3個(gè)方面。

（1）油中有雜質(zhì)。如果潤(rùn)滑油本身的品質(zhì)不符合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，如純度不達(dá)標(biāo)，有金屬碎屑混入潤(rùn)滑油中，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)會(huì)劃傷軸瓦，進(jìn)而導(dǎo)致軸瓦溫度異常升高。這種情況在新完成安裝運(yùn)行的汽輪機(jī)機(jī)組中很容易發(fā)生，需要工作人員給予高度的關(guān)注。當(dāng)汽輪機(jī)機(jī)組的運(yùn)行速度比較慢的時(shí)候，潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)會(huì)對(duì)軸瓦中的頂軸油囊產(chǎn)生破壞，使得頂軸油壓過(guò)低，很難形成符合標(biāo)準(zhǔn)的油膜。油膜質(zhì)量不符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，就會(huì)影響軸瓦和大軸間發(fā)生摩擦，對(duì)軸瓦造成一定程度的磨損，摩擦過(guò)程中軸瓦的溫度會(huì)升高。

（2）供油不穩(wěn)定。在汽輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，潤(rùn)滑油能夠?qū)S承起到冷卻降溫與潤(rùn)滑的作用，是軸承運(yùn)行工作中必不可少的一部分。如果潤(rùn)滑油系統(tǒng)在工作過(guò)程中發(fā)生潤(rùn)滑油的流量或者油壓突然降低的情況，軸瓦的運(yùn)行溫度會(huì)隨之發(fā)生異常升高。潤(rùn)滑油的流量或者油壓突降異常，大多時(shí)候是由于潤(rùn)滑油系統(tǒng)臨時(shí)發(fā)生異常情況，導(dǎo)致跳機(jī)，或者直流油泵和交流油泵發(fā)生了異常導(dǎo)致的。如果進(jìn)入軸瓦中的潤(rùn)滑油太少，或者排油管道發(fā)生堵塞，也會(huì)因?yàn)檩S瓦運(yùn)行工作中生成的熱量積聚在軸瓦周圍，導(dǎo)致溫度異常升高。

（3）油溫異常。汽輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中對(duì)于潤(rùn)滑油的溫度也有一定的要求。如果潤(rùn)滑油的溫度過(guò)低，就會(huì)導(dǎo)致其黏度隨之上升，無(wú)法均勻分布，進(jìn)而加大不同部件之間的摩擦，導(dǎo)致軸瓦溫度異常升高。如果潤(rùn)滑油的溫度太高，則會(huì)使?jié)櫥偷酿ざ蕊@著降低，影響油楔的厚度及剛度，還會(huì)使油膜無(wú)法具有較高的負(fù)載能力，嚴(yán)重情況下油楔會(huì)出現(xiàn)破裂情況。如果油楔破裂，就會(huì)立即發(fā)生混合摩擦，進(jìn)而軸承金屬的溫度會(huì)迅速提高，甚至出現(xiàn)咬合現(xiàn)象。

1.3 軸瓦自身問(wèn)題

（1）軸瓦安裝不正。在軸瓦施工安裝的過(guò)程中，沒(méi)有在事先規(guī)劃設(shè)計(jì)的位置對(duì)軸承進(jìn)行準(zhǔn)確安裝，導(dǎo)致軸承位置歪斜，或者軸頸和軸承沒(méi)有處于同一條軸線上，就會(huì)影響軸瓦在運(yùn)行過(guò)程中的自身調(diào)整性能，出現(xiàn)溫度異常升高的問(wèn)題。

（2）軸承安裝不合格。軸承的底座上設(shè)置有太多數(shù)量的墊片，或者軸承的緊力超出安裝標(biāo)準(zhǔn)，也會(huì)引發(fā)軸瓦運(yùn)行異常故障，進(jìn)而影響溫度。

（3）軸瓦與軸承座間卡澀。軸承底座上的墊片或者球面銷發(fā)生卡澀現(xiàn)象，也會(huì)引發(fā)軸瓦溫度的異常升高。在汽輪機(jī)機(jī)組中，通常會(huì)在可傾瓦塊的背部位置安裝發(fā)揮支撐作用的銷餅，憑借其本身具有的高穩(wěn)定性，能夠在軸承運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)輕微的擺動(dòng)，對(duì)負(fù)載和轉(zhuǎn)子的振動(dòng)進(jìn)行一定補(bǔ)償，使支持力能夠始終指向中心位置。

1.4 負(fù)載影響

在汽輪機(jī)機(jī)組上有外來(lái)負(fù)載時(shí)，不同的調(diào)門(mén)開(kāi)啟順序會(huì)使軸瓦分?jǐn)偟降呢?fù)載大小存在差異，進(jìn)而使軸瓦溫度產(chǎn)生異常變化。開(kāi)啟任意一個(gè)調(diào)門(mén)之后，蒸汽中會(huì)存在兩個(gè)方向的分力：沿著圓周方向的切向分力和軸向分力。汽輪機(jī)中的轉(zhuǎn)子會(huì)由于下部調(diào)門(mén)中的高壓蒸汽作用，受到方向朝上的部分作用力，減少軸瓦上的負(fù)載。相反的，汽輪機(jī)中的轉(zhuǎn)子會(huì)由于上部調(diào)門(mén)中高壓蒸汽的作用受到向下的部分作用，影響軸瓦上的負(fù)載大小。

在汽輪機(jī)的不同運(yùn)行狀態(tài)下，不同軸承的標(biāo)高會(huì)具有比較大的差異，影響其負(fù)載大小，進(jìn)而造成溫度的變化。如果在汽輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行之前，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行安裝施工，適當(dāng)調(diào)整軸瓦的標(biāo)高和位置，形成具有較高整體性和系統(tǒng)性的軸系，此時(shí)汽輪機(jī)機(jī)組中的各個(gè)軸瓦對(duì)于負(fù)載的承擔(dān)作用是均衡的。一旦汽輪機(jī)機(jī)組開(kāi)始運(yùn)行啟動(dòng)，不同軸承之間標(biāo)高的變化可能存在差異性，就會(huì)使得部分軸瓦承擔(dān)了過(guò)多的負(fù)載，軸頸與瓦塊之間的潤(rùn)滑油油膜厚度變小，部件之間的摩擦?xí)绊戄S瓦的溫度，使其顯著升高。

2 汽輪機(jī)的軸瓦溫度偏高排除措施

2.1 清潔汽輪機(jī)中的雜物

汽輪機(jī)機(jī)組中如果存在雜物，會(huì)使回油孔的整潔性大大降低，進(jìn)而導(dǎo)致軸瓦的運(yùn)行溫度異常偏高。在對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行安裝的時(shí)候，要對(duì)進(jìn)油孔的整潔程度進(jìn)行細(xì)致檢查，通常借助內(nèi)窺鏡完成檢查工作。如果發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中仍存在雜物，要立即清理。重新安裝軸瓦的時(shí)候，要確保軸瓦的位置準(zhǔn)確無(wú)誤，并確認(rèn)瓦塊的活動(dòng)狀態(tài)。安裝轉(zhuǎn)子的時(shí)候，要檢查確認(rèn)軸承底座和軸瓦具有相同的方向。如果運(yùn)行期間軸瓦溫度異常升高，停機(jī)后通過(guò)以上操作，對(duì)汽輪機(jī)機(jī)組進(jìn)行重新啟動(dòng)的時(shí)候，就會(huì)發(fā)現(xiàn)軸瓦溫度已經(jīng)明顯下降，各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)也與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求一致。

2.2 對(duì)軸瓦進(jìn)行調(diào)整

如果汽輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生軸瓦溫度異常升高，可以調(diào)整軸瓦上的負(fù)載來(lái)降低軸瓦溫度。具體調(diào)整載荷的方式是斷開(kāi)聯(lián)軸器之后，對(duì)其偏差和斷面進(jìn)行調(diào)整。在汽輪機(jī)機(jī)組檢修時(shí)，要解體氣缸，減少軸瓦上的負(fù)載，令汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子具有符合應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的揚(yáng)度，同時(shí)使聯(lián)軸器的張口和外圓大小符合標(biāo)準(zhǔn)范圍要求。

2.3 提高軸瓦的質(zhì)量

軸瓦自身的性能水平與其在汽輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中的溫度高低有直接關(guān)系，要想減少運(yùn)行期間軸瓦溫度異常升高的故障，提高軸瓦性能是最本質(zhì)的措施。相關(guān)行業(yè)從業(yè)者要重視對(duì)軸瓦的研究，不斷創(chuàng)新，并合理應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)信息技術(shù)，從根源排除汽輪機(jī)軸瓦發(fā)生異常溫度上升的問(wèn)題。在對(duì)軸瓦的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善優(yōu)化過(guò)程中，必須保證墊片軸承底座的接觸面積不能低于整體面積的3/4；另一方面要對(duì)接觸點(diǎn)位置進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，保證其均勻性。為了防止發(fā)生泄漏潤(rùn)滑油的故障問(wèn)題，油孔周圍的接觸點(diǎn)必須具有較高的密封性。

2.4 降低運(yùn)行阻力

汽輪機(jī)機(jī)組日常運(yùn)行中，發(fā)生軸瓦溫度異常升高的絕大部分原因是零部件之間產(chǎn)生了摩擦作用，進(jìn)而摩擦熱量影響到軸瓦的運(yùn)行溫度。如果運(yùn)行期間各個(gè)部件受到的運(yùn)行阻力越大，其摩擦作用也會(huì)越顯著，進(jìn)而影響溫度越高。所以為了令軸瓦的溫度能夠降低到正常范圍，可以通過(guò)減少阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)。在檢修汽輪機(jī)機(jī)組時(shí)，為了確定機(jī)組運(yùn)行中的具體阻力大小，可以借助修刮油斜邊的方法進(jìn)行。在確定了汽輪機(jī)機(jī)組的運(yùn)行阻力之后，就可以根據(jù)實(shí)際情況適量增加潤(rùn)滑油的用量，進(jìn)而降低機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中受到的阻力。

3 結(jié)語(yǔ)

軸承作為汽輪機(jī)機(jī)組中的重要零部件，一旦發(fā)生軸瓦溫度異常升高的問(wèn)題，不僅會(huì)降低軸承自身的應(yīng)用性能，還有可能影響整個(gè)機(jī)組的正常運(yùn)行，導(dǎo)致發(fā)生停機(jī)事故。一旦發(fā)生停機(jī)事故，生產(chǎn)企業(yè)在經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益方面都要承受很大的損失。所以，相關(guān)檢修人員必須對(duì)汽輪機(jī)的軸瓦溫度進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注，結(jié)合實(shí)際汽輪機(jī)機(jī)組的運(yùn)行情況，加以綜合分析，明確出現(xiàn)溫度異常的真正原因，進(jìn)而采取有針對(duì)性的處理對(duì)策，以確保汽輪機(jī)能夠持續(xù)高效地運(yùn)行。