汽輪發(fā)電機組軸承失穩(wěn)故障的診斷及處理

魏艷輝，蘇 秦，劉一凡

（國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學(xué)研究院，長春 130021）

1 軸承失穩(wěn)機理

軸承失穩(wěn)故障一般發(fā)生在大型汽輪發(fā)電機組的滑動軸承上。根據(jù)軸承類型的不同，發(fā)生失穩(wěn)故障的概率也不同，其中圓筒瓦及橢圓瓦發(fā)生失穩(wěn)故障的概率偏高，可傾瓦的穩(wěn)定性相對較高，發(fā)生失穩(wěn)故障的概率較前兩種軸承低。據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計，橢圓瓦和可傾瓦的失穩(wěn)故障分別占22%和3%［1］。機組軸承失穩(wěn)故障的振動特征及誘因也不完全相同，根本原因均可總結(jié)為軸承的運行工況發(fā)生了變化，承載系數(shù)降低，產(chǎn)生了非線性的失穩(wěn)力。

圖1 滑動軸承失穩(wěn)機理簡圖

汽輪機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，軸瓦與軸頸形成一層油膜以防止軸頸與軸承直接接觸，轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的熱量被循環(huán)的潤滑油帶走，以避免軸承溫度上升，保證軸瓦工作穩(wěn)定。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時，軸瓦與軸頸直接接觸，而當(dāng)轉(zhuǎn)子以角速度ω旋轉(zhuǎn)，在油膜的作用下軸頸的中心就會發(fā)生移動，軸浮在油膜上，此時軸瓦中心與軸頸中心的連線下方油膜最薄，相反的方向油膜最厚。由于油楔的存在，油膜力F與軸瓦的載荷P會平衡；但隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速升高，軸瓦中心與軸頸中心連線角度發(fā)生變化，油膜力、軸瓦的載荷也隨之改變，兩個力不平衡，其矢量和隨之產(chǎn)生ΔP，將ΔP沿徑向和切向分解得到F1和F2，由圖1可知，徑向力F1使軸頸回到平衡位置O1的力，而切向力F2使轉(zhuǎn)子沿垂直于徑向偏移方向運動，該力是軸承失穩(wěn)的主要激振力，稱為失穩(wěn)力，是破壞軸承穩(wěn)定性的根源。……