發(fā)電機(jī)組軸瓦溫升問(wèn)題的分析及處理

郭慶華

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江哈爾濱 150040)

0 引言

在火力發(fā)電廠中，軸瓦對(duì)于機(jī)組工作運(yùn)行穩(wěn)定性有著重要的作用和意義，對(duì)于提高生產(chǎn)運(yùn)行效益也有著很大的積極作用。在此對(duì)軸瓦在整個(gè)機(jī)組中的作用進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際案例分析軸瓦溫度升高的原因并做出具體解決方法，希望大家在以后類似問(wèn)題處理時(shí)可有所參考。

1 軸瓦的作用

火力發(fā)電機(jī)組中的軸瓦主要是選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行鑄造，軸瓦的內(nèi)表面澆筑有一層鎢金材料，形成的金屬?gòu)?fù)合層對(duì)軸頸進(jìn)行保護(hù)。發(fā)電機(jī)的軸瓦大部分為徑向支撐，在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，主要支撐發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子重量，以及對(duì)轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量和高速轉(zhuǎn)動(dòng)作用下的離心力進(jìn)行支撐，同時(shí)還對(duì)轉(zhuǎn)子的徑向位置進(jìn)行限定。

通常情況下，機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中，進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子會(huì)對(duì)軸瓦造成非常大的徑向負(fù)載，而且還會(huì)對(duì)軸瓦造成突發(fā)性的沖擊作用力。如果軸瓦上存在脫層或者其他缺陷時(shí)，會(huì)對(duì)整個(gè)機(jī)組的安全運(yùn)行以及穩(wěn)定性造成很大的威脅，還會(huì)對(duì)發(fā)電廠的正常生產(chǎn)運(yùn)行及效益等造成一定的影響。

2 軸瓦溫升過(guò)高的原因

(1)機(jī)組的潤(rùn)滑油品質(zhì)不達(dá)標(biāo)，如有機(jī)械雜質(zhì)、黏度不合格等，造成軸瓦溫升過(guò)高。

(2)安裝的機(jī)構(gòu)組件在裝配過(guò)程中間隙過(guò)小、緊湊，導(dǎo)致摩擦增大，溫升過(guò)高。

(3)機(jī)組高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)后，軸瓦磨損，摩擦增大，導(dǎo)致高溫。

(4)潤(rùn)滑油油量不足或者油壓過(guò)低，使軸瓦的冷卻不夠，大量的熱量無(wú)法及時(shí)散出導(dǎo)致溫升過(guò)高。

(5)軸瓦的制造質(zhì)量問(wèn)題，如巴氏合金材質(zhì)有問(wèn)題等，造成烏金表面有氣孔、夾渣、線性脫殼等。

(6)軸瓦設(shè)計(jì)存在問(wèn)題。

3 案例

某新建電廠發(fā)電機(jī)軸瓦為四瓣可傾瓦，具體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。該機(jī)組在第一次沖轉(zhuǎn)過(guò)程中，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到2 200 r/min時(shí)，發(fā)電機(jī)汽、勵(lì)兩端軸瓦溫度快速升高，升到137 ℃時(shí)觸發(fā)機(jī)組保護(hù)值跳機(jī)，然后溫度繼續(xù)升到153 ℃后回落。

針對(duì)此現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)發(fā)電機(jī)軸瓦進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)油盒油腔內(nèi)部存在沙子、密封膠等雜質(zhì)，高壓油進(jìn)油口處存在金屬碎屑，瓦塊表面存在研磨痕跡。根據(jù)以上檢查情況，分析因?yàn)橛唾|(zhì)不合格，導(dǎo)致軸頸與瓦塊存在研磨情況；沙子等雜質(zhì)堵塞油口，導(dǎo)致進(jìn)入軸瓦油量不足，無(wú)法進(jìn)行有效冷卻。待現(xiàn)場(chǎng)處理后重新啟機(jī)觀察，對(duì)發(fā)電機(jī)兩個(gè)軸瓦進(jìn)油量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)標(biāo)制造廠的設(shè)計(jì)要求。

1.定位銷；2.止動(dòng)銷；3.限位螺釘；4.自鎖鎖片；5.支撐塊6.墊片；7.螺釘；8.瓦塊；9.油盒；10.螺栓；11.把合螺栓

機(jī)組再次啟機(jī)沖轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到3 000 r/min時(shí)，溫度升至127 ℃，再次觸發(fā)保護(hù)值引發(fā)機(jī)組跳機(jī)，發(fā)電機(jī)汽端軸瓦溫度升到130 ℃后開(kāi)始回落。雖然軸瓦溫升較之前有放緩向好趨勢(shì)，但溫升仍不滿足機(jī)組正常運(yùn)行要求。

根據(jù)第一次拆卸檢查情況，現(xiàn)場(chǎng)提出了導(dǎo)致軸瓦溫升的可能原因及下一步檢查處理方向：

(1)油盒進(jìn)油口徑過(guò)小，導(dǎo)致潤(rùn)滑油量不夠，要求對(duì)油盒進(jìn)油口進(jìn)行擴(kuò)孔徑處理。

(2)軸瓦與軸頸間隙太小，導(dǎo)致無(wú)法形成有效油膜，要求對(duì)瓦塊進(jìn)行加工，增加油楔。

(3)懷疑軸瓦安裝過(guò)程中受到巨大外力，導(dǎo)致軸瓦變形，使得軸瓦與軸頸間隙不滿足設(shè)計(jì)要求，無(wú)法形成有效油膜。

(4)安裝問(wèn)題，導(dǎo)致軸瓦與軸頸不同心。

(5)設(shè)計(jì)問(wèn)題。

針對(duì)以上存在的疑問(wèn)，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)軸瓦及安裝尺寸進(jìn)行了全面檢查。檢查項(xiàng)目如下：

(1)軸瓦扭度測(cè)量

現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電機(jī)軸瓦扭度測(cè)量詳見(jiàn)下圖2和表1。

圖2 軸瓦扭度測(cè)量示意圖

表1 軸瓦扭度測(cè)量記錄表

(2)瓦塊自由度檢查

現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電機(jī)軸瓦瓦塊自由度檢查詳見(jiàn)下圖3和表2。

(3)軸瓦內(nèi)孔、外圓尺寸測(cè)量

現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電機(jī)軸瓦內(nèi)孔、外圓尺寸測(cè)量詳見(jiàn)下表3。

(4)瓦塊厚度測(cè)量

現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電機(jī)軸瓦瓦塊厚度測(cè)量詳見(jiàn)下圖4和表4。

(5)瓦塊曲率測(cè)量

現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電機(jī)軸瓦瓦塊曲率測(cè)量詳見(jiàn)下圖5和表5。

圖3 軸瓦自由度檢查示意圖

表2 2#軸瓦瓦塊活動(dòng)度檢查記錄表

表3 軸瓦內(nèi)孔、外圓尺寸測(cè)量表

圖4 軸瓦瓦塊厚度測(cè)量示意圖

表4 瓦塊厚度測(cè)量表

圖5 軸瓦瓦塊曲率測(cè)量示意圖

表5 1#、2#軸瓦瓦塊曲率測(cè)量記錄表

注：表中瓦塊編號(hào)原則，從汽輪機(jī)端向發(fā)電機(jī)端看，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，從左上方開(kāi)始，順著旋轉(zhuǎn)方向，1#軸瓦瓦塊編號(hào)依次為5#、6#、7#、8#，2#軸瓦瓦塊編號(hào)依次為1#、2#、3#、4#。

(6)瓦塊安裝間隙測(cè)量

軸瓦安裝間隙測(cè)量方式說(shuō)明：將下半軸承座就位，將下半軸瓦安裝到下半軸承座上，再安裝上半軸瓦，將上下半軸瓦把緊，此時(shí)測(cè)量上半軸瓦內(nèi)瓦塊背部曲面最高點(diǎn)距離軸瓦內(nèi)孔的間隙；然后再將上半軸承座安裝到位，并與下半軸承座把合牢固，重新測(cè)量上半軸瓦內(nèi)瓦塊背部曲面最高點(diǎn)距離軸瓦內(nèi)孔的間隙，詳見(jiàn)下圖6和表6。

圖6 軸瓦瓦塊曲率測(cè)量示意圖

表6 2#軸瓦瓦塊1、4安裝間隙測(cè)量表

注：本檢查記錄表中瓦塊編號(hào)原則，從汽輪機(jī)端向發(fā)電機(jī)端看，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，從左上方開(kāi)始，順著旋轉(zhuǎn)方向，1#軸瓦瓦塊編號(hào)依次為5#、6#、7#、8#，2#軸瓦瓦塊編號(hào)依次為1#、2#、3#、4#。

通過(guò)檢查結(jié)果看，安裝尺寸符合廠家要求，且軸瓦不存在變形情況，進(jìn)入發(fā)電機(jī)軸瓦油量滿足設(shè)計(jì)要求，但軸瓦自由活動(dòng)存在受限現(xiàn)象。

針對(duì)在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的情況，廠家最終給出答復(fù)：

(1)不建議對(duì)油盒油孔進(jìn)行擴(kuò)孔處理。因?yàn)橛涂着c軸頸存在一定的距離，且距離較大，設(shè)計(jì)本意就是在此處形成節(jié)流，可以形成一定油壓，使?jié)櫥椭苯訃姷捷S頸上，以進(jìn)行冷卻。如擴(kuò)孔，會(huì)導(dǎo)致油壓下降，潤(rùn)滑油無(wú)法有效噴到軸頸上去，且擴(kuò)大油孔會(huì)對(duì)各個(gè)軸瓦進(jìn)油量有影響，需重新計(jì)算分配每個(gè)軸瓦的進(jìn)油量，工作量大，且不能滿足現(xiàn)場(chǎng)工期。

(2)不同意在瓦塊上增加油楔，因?yàn)榇伺e可能導(dǎo)致軸瓦剛度下降滿足不了機(jī)組運(yùn)行要求，可能會(huì)對(duì)整個(gè)軸系產(chǎn)生影響。

(3)雖然測(cè)量數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值存在一定的偏差，但考慮到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量手段存在誤差，從現(xiàn)場(chǎng)反饋看，安裝數(shù)據(jù)滿足設(shè)計(jì)要求。

(4)軸瓦瓦塊自由度存在受限現(xiàn)象。設(shè)計(jì)人員重新審查軸瓦圖紙相關(guān)尺寸，發(fā)現(xiàn)限位螺釘長(zhǎng)度和限位孔深度存在問(wèn)題，導(dǎo)致瓦塊在限位螺釘處活動(dòng)自由度受限，無(wú)法滿足機(jī)組正常運(yùn)行要求，建議現(xiàn)場(chǎng)對(duì)限位孔加深6 mm或?qū)ο尬宦葆敿庸ざ?～4 mm。

根據(jù)廠家回復(fù)，現(xiàn)場(chǎng)為了防止限位螺栓過(guò)短導(dǎo)致瓦塊脫落，避免破壞限位螺釘端部球面影響瓦塊活動(dòng)自由度，決定對(duì)限位孔加深6 mm。處理完畢后，機(jī)組重新啟動(dòng)，軸瓦溫度滿足設(shè)計(jì)要求。

4 結(jié)論

參考以上現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際案例，告訴我們軸瓦在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)詳細(xì)考慮各方面因素，并經(jīng)過(guò)其可行性的嚴(yán)格驗(yàn)證。在制造、安裝過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按照?qǐng)D紙進(jìn)行。在機(jī)組啟動(dòng)前，應(yīng)嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)程。出現(xiàn)問(wèn)題后要詳細(xì)查找原因并認(rèn)真聽(tīng)取廠家專業(yè)意見(jiàn)，避免出現(xiàn)更嚴(yán)重的后果。