600MW汽輪發電機組瓦溫超標故障的研究與處理

彭 勝

（韶關粵江發電有限責任公司，廣東韶關 512000）

1 機組概況

廣東省韶關粵江發電有限責任公司1#汽輪機由東方汽輪機有限公司制造，型號為N660-25/600/600-1（制造廠編號D66OGN1）的超超臨界、中間再熱、沖動式、單軸、三缸四排汽純凝汽式汽輪機；發電機由東方電機股份有限公司制造，型號為QFSN-660-2-22B 的水氫氫冷式發電機，于2015年7月投入商業運行。

本汽輪發電機組軸系采用雙支承方式，各條轉子由2 個支持軸承支承，軸系共有8 個支持軸承：1#、2#軸承為可傾瓦支承在軸承座上，以便在運行期間隨轉子方向自由擺動，以獲取適應每一瓦塊的最佳油楔；3#～8#軸承均為橢圓球面軸承，結構簡單，檢修方便，油膜剛度較好，具有良好的穩定性（圖1）。

2 瓦溫超標原因分析

圖1 汽輪發電機轉子軸系

2017年5月至9月，公司進行該機組的第一次A 修，期間汽輪機發電機進行了全面解體檢修，并對軸系中心進行調整。2017年10月6日機組啟動后出現發電機7#軸瓦溫偏高現象。負荷460 MW 時7#軸瓦（發電機汽端）瓦溫為97.3 ℃超過報警值，潤滑油油溫39.66 ℃，回油溫度65.17 ℃，瓦振X 方向52 μm、Y 方向64 μm，蓋振55 μm，6#瓦溫度84 ℃，8#軸瓦溫度90 ℃。負荷600 MW 時7#軸瓦緩慢升高約4 ℃，最高達到103 ℃。

汽輪發電機軸瓦瓦溫長期偏高，極易造成鎢金材料碳化，強度降低，縮短軸瓦使用壽命。根據7#軸瓦檢修數據、運行情況以及解體檢查情況，分析瓦溫超標主要有以下2 個方面的原因。

2.1 檢修方面

首先考慮軸瓦安裝間隙的影響。根據7#軸瓦檢修數據（表1），經A 級檢修調整，其安裝球面間隙0.09 mm、頂隙0.73 mm屬于正常范圍。軸承側隙左、右均為0.55×0.20 mm，比設計值偏小。軸瓦側隙過小，直接導致軸瓦的潤滑油進油量不足并且排油不順暢，隨著軸瓦負載逐步增加，軸瓦溫度將會異常升高，因此確定軸承側間隙偏小是導致7#軸瓦溫度異常升高的原因。解體復查軸徑與軸承鎢金接觸，發現接觸角偏大，接近60°～90°的上限。也進一步驗證了這一判斷。

其次考慮軸瓦負荷分配過重的影響。根據7#軸瓦中心調整數據，發電機汽端7#軸瓦負荷分配是調整過的，全實缸狀態下低—電靠背輪中心由修前上張口0.06 mm 變為修后下張口0.015 mm，高差由修前發電機轉子低0.81 mm 變成修后發電機轉子低0.29 mm，負荷分配從上張口變為下張口，7#軸瓦負荷分配加重，8#軸瓦負荷分配減輕。7#軸瓦屬于橢圓瓦軸承，若軸瓦負荷分配過重，軸瓦內油膜極易破裂失效，油膜破裂后軸頸局部與軸瓦鎢金干磨擦因此導致軸瓦溫度異常升高。因此，7#軸瓦負荷分配偏重也是軸瓦溫度異常升高的原因。

2.2 運行方面

考慮潤滑油進油量的影響。查設備運行相關曲線，負荷460 MW 時7#軸瓦溫為97.3 ℃，超過報警值95℃；潤滑油油溫39.66 ℃，7#軸瓦回油溫65.17 ℃，回油溫度超標。軸承的正常運行主要依靠潤滑油進行潤滑和冷卻，懷疑7#軸瓦進油量不足。經解體檢查7#軸瓦，下瓦已經輕微磨瓦，而且節流孔板尺寸比設計值偏小，因此確定7#軸瓦進油量不足對瓦溫異常升高也有一定影響。

綜上所述，此次汽輪發電機軸瓦溫度異常升高的主要是由軸瓦安裝側隙偏小、軸瓦負荷分配偏重以及潤滑油進油節流孔板尺寸偏小引起的。

3 處理方案

因機組檢修工期緊張，制定了以下處理方案并進行處理。利用機組臨停間斷盤車機會，揭7#軸瓦檢查。檢修人員提前申請發電機倒氫完畢，汽缸內缸溫度達250 ℃以下具備實施條件，立即停盤車運行、頂軸油泵運行、密封油泵運行、潤滑油泵運行。將發電機7#軸瓦、8#軸瓦潤滑油進油管加裝堵板，有效防止大量潤滑油進入發電機的風險。加裝堵板工作結束后恢復潤滑油泵、密封油泵、頂軸油泵運行，投密封油時電氣檢修配合投入壓縮空氣。盤車每2 h、180 ℃間斷投入運行，利用機組臨停機會間斷盤車進行快速處理。

3.1 檢查主油箱回油濾網

對主油箱回油濾網進行檢查，觀察回油濾網鎢金情況，發現微量鎢金碎末，無法判斷是否因軸瓦磨損而引起的。清洗潤滑油主油箱回油濾網，加強濾油提高潤滑油品質。

表1 汽輪發電機組7#軸承間隙數據 mm

3.2 軸瓦檢查調整

解體檢查測量7#瓦球面間隙、頂隙合格；側隙0.55 mm×0.20 mm 偏小，適當增加到0.70 mm×0.20 mm。檢查下瓦鎢金接觸情況約70%，適當修刮下瓦接觸面，達到75%均勻接觸，接觸角調整到為80°左右。將下瓦進油側油楔尺寸適當修刮增大，增加潤滑油回油油量（圖2）。

圖2 軸瓦修刮

3.3 軸瓦負荷分配調整

根據中心調整情況以及轉子軸徑揚度數據，綜合考慮后將7#軸瓦底部減0.05 mm 墊片、適當降低7#軸瓦負荷分配，進而達到降低軸瓦溫度的目的。

3.4 檢查調整進油節流孔板

解體檢查7#軸瓦、8#軸瓦潤滑油進油節流孔板，按照出廠圖紙要求進行改進（圖3）：將7#軸承潤滑油進油節流孔板孔徑尺寸由Φ23 mm 調整增大為Φ27.5 mm；8#軸承潤滑油進油節流孔板孔徑尺寸由Φ20 mm 調整增大為Φ23 mm；適當增加7#軸瓦、8#軸瓦進油量，使軸瓦充分冷卻。

3.5 適當調整油溫

機組啟動后多啟動一臺主油箱排煙風機，增強軸承室內的鼓風作用帶走部分熱量，觀察7#軸瓦溫變化情況。嚴格控制汽輪發電機組潤滑油進油溫度在39 ℃以下，其余瓦溫、油溫按規程執行，通過降低潤滑油溫的方法來降低軸瓦溫度。

圖3 潤滑油節流孔板

4 總結

通過對7#軸瓦檢查調整、軸瓦負荷分配微調、進油節流孔板檢查調整、降低潤滑油溫等處理措施，利用臨停機會間斷盤車進行快速處理，解決了汽輪發電機組軸瓦溫度超標的問題。降低汽輪發電機組軸瓦溫度效果顯著。此種檢修方式適用于工期緊張的搶修，經驗可在同類型機組推廣應用。