汽輪機2號軸承油檔甩油原因分析及治理

張佳佳 黃敏智 崔建

摘要：本文通過對陳家港電廠兩臺機組汽輪機2號軸承勵側油檔甩油問題的分析與治理，最終找到了問題根源為測速齒輪盤高速旋轉產生的負壓效應，并據此原因自行設計一套油檔氣密封裝置徹底的解決了甩油問題，對同類型機組的油檔甩油問題的治理具有極大的借鑒意義。

關鍵詞：汽輪機;油檔;甩油;測速齒輪盤;負壓;氣密封

引言

陳家港電廠兩臺660MW汽輪機是由上海汽輪機廠與德國西門子聯合設計制造的超超臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、雙背壓、八級回熱抽汽、反動凝汽式汽輪機。兩臺機組在運行一段周期后均出現了2號軸承勵側油檔甩油的問題，甩油進入高溫缸體保溫中經常導致保溫冒煙甚至引發火情，給機組安全運行帶來了極大的威脅。

在與同類型機組的調研溝通中發現2號軸承勵側油檔甩油問題普遍存在，可以說是該型機組的通病。通過對2號軸承勵側油檔甩油問題的分析與治理，可以給同類型機組解決油檔甩油問題提供一個新的思路。

1 原因分析

常見的汽輪機油檔甩油問題主要有：油檔與轉子配合間隙過大、軸承室內負壓過小、軸承回油管道管徑不夠導致回油不暢、油檔回油孔尺寸過小或者回油孔堵塞等，針對這些常見的油檔甩油原因進行了一系列的調整試驗：

（1）首先檢查油檔密封齒的磨損情況并調整油檔間隙，2號軸承勵側油檔共有7道密封齒，其中內齒3道、外齒4道，檢查油檔齒無嚴重磨損、翻邊現象。在圖紙標準要求的基礎上再次降低間隙標準，從原先的0.30mm-0.40mm降低到0.20mm-0.30mm，其中油檔最底部的間隙調整至0.05-0.08mm，但調整后未解決甩油問題。

（2）調整2號軸承室的負壓，通過在軸承室加裝壓力表監視軸承室負壓，增大2號軸承排煙管手動門開度，并開啟備用排煙風機運行，將系統負壓從13.9mbar提升至17.1mbar，但依舊沒有解決甩油問題。

（3）檢查油檔底部的回油孔如下圖所示，檢查發現2號軸承勵側油檔底部共有五個方形回油孔，其中外齒2個、內齒3個，所有回油孔均干凈無堵塞，回油孔尺寸足夠大。

（4）現場檢查2號軸承回油管道管徑及回油管線布置并與上海汽輪機廠溝通確認軸承回油管道設計符合要求，因此不存在回油不暢問題。

在經過以上調整試驗均未解決問題后，最終將目光轉移到了2號軸瓦勵端的熱工測速齒輪盤上，如下圖1所示。通過反復的分析與研究最終確定了2號軸承勵側油檔甩油的根本原因是2號軸承處測速齒輪盤高速旋轉產生的徑向泵離心抽吸效應。如圖2、圖3所示 2瓦軸頸上的測速齒輪盤距離油擋很近，當機組正常運行時測速齒輪轉速為3000轉/分鐘，測速齒輪盤在油擋外面高速旋轉產生徑向泵離心抽吸效應，使得測速齒輪盤內側形成了一個負壓區，且在越靠近齒輪根部處該負壓越大，即油擋密封處外部負壓大于軸承內部微負壓，導致軸承室內的“飛濺”油星、油氣被抽出（如圖4箭頭所示），從而造成2號軸承勵側油擋甩油問題的發生。

2.治理方案

針對問題產生的原因，解決問題的思路就是消除或者抵消2號軸承處測速齒輪盤高速旋轉產生的負壓效應。在經過仔細的研究、改進最終設計了一套嵌入式油檔氣密封裝置，該裝置的原理是引入外部壓縮空氣來降低齒輪根部（即油擋密封處外部）負壓，甚至形成一個微正壓。具體實施方法為通過在2瓦油擋端面上加工一圓形對稱槽道并在其中鋪設不銹鋼氣管，外接至壓縮空氣管道，不銹鋼氣管上80mm打一個2mm小孔，機組運行中通過油擋槽道中的氣管向油擋與測速齒輪間補充2-3公斤壓力的壓縮空氣，來抵消2瓦測速齒輪高速旋轉產生的負壓效應，從而解決2瓦的油擋甩油問題，改造原理示意圖及實際效果圖如下：氣密封油檔設計效果圖

這種嵌入式設計有以下幾種優點：第一密封風吹向油擋外側（即油擋與測速齒輪間），既不會影響高溫轉子熱應力同時也不會影響到軸承室內負壓;第二密封風管道每隔80mm打一個2mm小孔保證了密封風分布均勻，提高了氣密封效果。第三不會影響油擋的本身結構剛度、簡單可靠、安全性較高。第四密封風還能起到防止外部粉塵、水蒸氣進入軸承室內污染油質的作用。

總結

上海汽輪機廠引進德國西門子技術生產的1000MW及660MW機組2號軸承勵側油擋普遍存在甩油現象，是多年來困擾很多電廠的疑難問題。國華陳家港電廠通過深入的分析研究成功的找到了油檔甩油的問題根源并自行設計出了一套油檔氣密封改造方案，通過兩年多的運行實踐證明此項改造徹底的解決了油擋甩油的問題，有效的提高了機組的運行安全性，對同類型機組具有很大的借鑒意義。

引用文獻

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【2】李永勝. 汽輪機軸承箱油擋滲漏油的原因及防范措施[J]. 河北能源職業技術學院學報， 2004