390MW燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組軸瓦溫度異常處理

羅永峰 吳銳炎

(國家電投珠海橫琴熱電有限公司，廣東 珠海 519000)

1 燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組原理和特點

蒸汽輪機全稱為蒸汽渦輪發(fā)動機，它能將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換成機械能，是現(xiàn)代火力發(fā)電廠中應(yīng)用最廣泛的原動機，具有單機功率大、效率高、壽命長等優(yōu)點。蒸汽輪機的原理是水經(jīng)過加熱產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽穿過固定噴嘴成為加速的氣流后噴射到葉片上，使裝有葉片排的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同時對外做功，這樣就將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成了機械能。蒸汽在汽輪機中，以不同方式進行能量轉(zhuǎn)換，便構(gòu)成了不同工作原理的汽輪機。目前現(xiàn)代大型汽輪機的熱效率約為40%。

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)的原理是將燃氣輪機和蒸汽輪機結(jié)合起來，大量的空氣被吸入壓氣機，經(jīng)過壓氣機葉片的高速旋轉(zhuǎn)，這些氣體被壓縮，同時溫度升高，進入燃燒室后與燃料混合燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，燃氣進入透平膨脹做功，這時的燃氣溫度還很高，攜帶著較多的能量，如果像在傳統(tǒng)的簡單循環(huán)燃氣輪機中一樣直接排出被大氣冷卻，就損失了這部分能量。因此，在燃氣排出透平之后將其引入廢熱回收鍋爐，將高溫廢氣中的熱能傳遞給蒸汽輪機系統(tǒng)中的給水，產(chǎn)生具有一定溫度和壓力的蒸汽，在汽輪機中繼續(xù)進行能量轉(zhuǎn)換，這樣就結(jié)合了燃氣輪機和蒸汽輪機的優(yōu)點，并且充分利用了能源，提高了熱效率。目前燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)的熱效率能達到60%左右。

燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)的熱力循環(huán)包括2個循環(huán)過程，一個是焦耳循環(huán)(布雷頓循環(huán))，根據(jù)熱力學(xué)定律，理想的布雷頓循環(huán)由2個等壓過程和2個絕熱過程組成，是一個燃氣輪機循環(huán)；另一個是朗肯循環(huán)，主要包括等熵壓縮、等壓加熱、等熵膨脹、以及一個等壓冷凝過程，是一個蒸汽輪機循環(huán)。在布雷頓循環(huán)的最后一個絕熱過程中，透平排出的氣體與大氣溫度并不相同，差距可達幾百攝氏度，這部分高溫燃氣中蘊含著大量的熱能，朗肯循環(huán)將這部分熱能繼續(xù)轉(zhuǎn)化為機械能，在單純的燃氣輪機的基礎(chǔ)上將熱效率提升了50%～60%，因為熱力發(fā)動機通常只能利用燃料燃燒產(chǎn)生的50%以下的能量，而燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)利用了剩余的能量，提高了整體的效率。

2 390MW燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組軸瓦溫度異?？赡艿漠a(chǎn)生原因

2.1 潤滑油溫度過高或質(zhì)量不合格

軸承能正常工作離不開潤滑油的保護，因為軸承工作會受到長時間的摩擦，如果不保護，軸承的磨損會非常嚴重。潤滑油能降低相對運動金屬表面間的摩擦力，在摩擦面上形成油膜，增加零件的接觸面積，降低接觸應(yīng)力，減少軸承磨損。另外由于軸承絕大多數(shù)為金屬制品，有被腐蝕、生銹的可能性，潤滑油在金屬表面形成油膜，能夠隔絕空氣和其它可能具有腐蝕性的物質(zhì)，有效保護軸承，延長軸承的使用壽命。潤滑油一般是液體，相對于金屬有更大的比熱容，意味著潤滑油能夠在自身溫度變化很小的前提下改變軸承的溫度，使軸承能夠保持在適宜的正常工作溫度。潤滑油具有一定的粘滯性，它全面均勻地包裹著軸承，能夠起到一定的減振作用，在正常工作的過程中保護軸承不受到外力損傷。正因為潤滑油有改變軸承溫度的功能，如果潤滑油溫度過高，軸承會從潤滑油吸收熱量，潤滑油自身比熱容又比較大，溫度不易降低，軸承就會一直處于溫度異常狀態(tài)。另外，如果潤滑油黏度不合格，就無法很好地包裹住軸承，也就無法有效減少摩擦，降低零件的磨損，如果軸瓦受到嚴重摩擦，就會產(chǎn)生大量熱量，導(dǎo)致自身溫度升高。除此之外還有油流量過小、潤滑油短油、油質(zhì)不良或油質(zhì)惡化等原因，都會引起潤滑油功能性的降低，造成零件磨損，軸瓦溫度異常。

2.2 軸瓦自身的問題

軸瓦是滑動軸承和軸頸相接觸的部分，形狀為瓦狀的半圓柱面，因此得名。軸瓦一般采用青銅、減磨合金等耐磨材料制成，在某些特殊情況下，也會使用木材、工程塑料或橡膠制作的軸瓦。與滾動軸承不同，滑動軸承工作平穩(wěn)、可靠、噪聲小，軸瓦與軸頸間雖然是滑動摩擦，但是由于潤滑油的存在，兩者被油膜分開，不直接接觸，這樣就大大減小了摩擦阻力和表面的磨損，摩擦產(chǎn)生的熱量也就較少。另外，如果軸瓦工作面受到了損傷或是出現(xiàn)了巴氏合金的脫落，軸瓦與軸頸的接觸就不再均勻，受力也不再平均，會讓軸瓦與軸頸之間的油膜的穩(wěn)定性遭到破壞，不能起到很好的潤滑作用，導(dǎo)致軸瓦與軸頸之間摩擦阻力增大，產(chǎn)生更多的熱量，進而導(dǎo)致軸瓦溫度異常。

2.3 安裝過程或測溫系統(tǒng)的問題

零件安裝時有明確的操作手冊，如果沒有嚴格按照操作規(guī)范來安裝，可能造成很多問題。軸瓦的形狀不是完全不變的，根據(jù)材料的不同，軸瓦能夠不同程度上改變形狀，自動調(diào)整適應(yīng)工作的環(huán)境。如果安裝時沒有給軸瓦留出足夠的空間，使軸瓦受到太大的緊力，就會影響軸瓦的自動調(diào)整能力，可能導(dǎo)致軸瓦與軸頸間接觸面變小，油膜不穩(wěn)定，起不到很好的潤滑作用，這樣就會增大摩擦，從而產(chǎn)生更多的熱量，使軸瓦溫度升高。另外，檢測到的軸瓦溫度過高的問題可能并不準確，軸承的溫度測量系統(tǒng)如果出了問題，如測溫單元的元件出現(xiàn)損壞或靈敏度下降、測溫系統(tǒng)安裝出現(xiàn)問題、系統(tǒng)設(shè)計時算法標準不正確、沒有完全排除干擾因素等，即使軸瓦的溫度在正常范圍內(nèi)也可能被檢測成溫度過高。

3 390MW燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組軸瓦溫度異常處理

3.1 檢查潤滑油是否正常

檢查潤滑油的溫度、品質(zhì)、油流量等是否符合標準，如果溫度不正常，應(yīng)尋找潤滑油溫度過高的原因進行處理；如果是潤滑油品質(zhì)出現(xiàn)問題，應(yīng)及時將舊的品質(zhì)不達標的潤滑油除去，更換符合標準的新潤滑油。如果是油流量過小，應(yīng)注意疏通潤滑油的流通路徑，減小潤滑油流通阻力，增加油流量。

3.2 檢查軸瓦是否符合標準

首先檢查軸瓦的油隙尺寸是否符合標準，表面是否受到了損傷或是出現(xiàn)了巴氏合金的脫落，更換新的軸瓦，使其符合軸瓦檢修工藝的要求，確保軸瓦與軸頸之間有足夠的潤滑油油膜。

3.3 確保安裝過程規(guī)范、測溫系統(tǒng)正常

安裝軸瓦時要嚴格按照操作規(guī)范進行，確保軸瓦有充足的活動空間，并沒有明顯的力阻礙其活動，轉(zhuǎn)動時也能與軸頸平穩(wěn)轉(zhuǎn)動。在檢修時也應(yīng)將人工測得的溫度與測溫系統(tǒng)測量的結(jié)果對比，若差異在誤差范圍內(nèi)，則可認為測溫系統(tǒng)工作正常，否則應(yīng)及時排查故障，更換元件或安裝新的測溫系統(tǒng)。完成回裝后再次運行，390MW燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組軸瓦溫度異常情況應(yīng)該已經(jīng)得到解決。

4 結(jié)語

390MW燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組軸瓦溫度異常問題有很多可能原因，在工作中要注意細致排查各種可能性，全面保障機組正常群轉(zhuǎn)，尤其需要加強安全檢測和事故預(yù)防排查能力。