汽輪機軸瓦溫度偏高的原因與故障排除

錢 濤

（湖北大峪口化工有限責任公司，湖北荊門 431910）

0 引言

汽輪機作為大型機械系統(tǒng)，在很多企業(yè)中發(fā)揮著非常重要的作用。一旦汽輪機機組出現運行異常問題，會對整體機械系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行產生嚴重影響，不僅給生產企業(yè)造成相應的經濟損失，嚴重情況下，甚至會引發(fā)安全事故，威脅周圍人員的人身安全。因此，在汽輪機機組運行過程中，必須加強對各項機組運行參數的控制，使其處于符合運行標準的范圍之內。特別是軸瓦的溫度，作為汽輪機機組運行的重要參數，其一旦發(fā)生異常升高，會影響到整個汽輪機機組的穩(wěn)定、高效運行。造成汽輪機機組軸瓦溫度異常升高的具體原因有很多種，在實際檢修過程中，檢修人員要結合實際情況，進行逐一排查分析，明確溫度異常的根本原因，才能采取切實有效的處理措施。

1 汽輪機軸瓦溫度偏高原因分析

1.1 軸瓦的安裝施工不當

在汽輪機的軸瓦安裝施工過程中，引發(fā)后期汽輪機運行期間出現軸瓦溫度異常升高的原因是多方面的：①安裝使用的零部件質量未達到軸瓦在汽輪機運行期間的性能要求，或者安裝之前零部件就存在某些損壞狀況，但是施工安裝人員沒有及時發(fā)現，都會影響到軸瓦的運行溫度；②施工人員在安裝汽輪機軸瓦時，如果操作不當，或者沒有按照施工標準進行操作，導致軸承的位置不對中，軸頸和軸承無法具有相同的揚度，進而顯著降低軸瓦的調節(jié)性能，最終使汽輪機在運行過程中發(fā)生軸瓦溫度異常升高的問題；③汽輪機運行的周邊環(huán)境也會對軸瓦的運行溫度產生一定的影響，但是由于造成軸瓦溫度異常的環(huán)境因素具有多樣性與隱蔽性，導致檢修人員在排查故障時具有很大的難度。

1.2 潤滑油問題

潤滑油對于汽輪機日常運行過程中的機組溫度具有重要作用，其不當使用對汽輪機的軸瓦溫度影響主要有以下3個方面。

（1）油中有雜質。如果潤滑油本身的品質不符合應用標準，如純度不達標，有金屬碎屑混入潤滑油中，在實際應用過程中，潤滑油中的雜質會劃傷軸瓦，進而導致軸瓦溫度異常升高。這種情況在新完成安裝運行的汽輪機機組中很容易發(fā)生，需要工作人員給予高度的關注。當汽輪機機組的運行速度比較慢的時候，潤滑油中的雜質會對軸瓦中的頂軸油囊產生破壞，使得頂軸油壓過低，很難形成符合標準的油膜。油膜質量不符合運行標準，就會影響軸瓦和大軸間發(fā)生摩擦，對軸瓦造成一定程度的磨損，摩擦過程中軸瓦的溫度會升高。

（2）供油不穩(wěn)定。在汽輪機機組運行過程中，潤滑油能夠對軸承起到冷卻降溫與潤滑的作用，是軸承運行工作中必不可少的一部分。如果潤滑油系統(tǒng)在工作過程中發(fā)生潤滑油的流量或者油壓突然降低的情況，軸瓦的運行溫度會隨之發(fā)生異常升高。潤滑油的流量或者油壓突降異常，大多時候是由于潤滑油系統(tǒng)臨時發(fā)生異常情況，導致跳機，或者直流油泵和交流油泵發(fā)生了異常導致的。如果進入軸瓦中的潤滑油太少，或者排油管道發(fā)生堵塞，也會因為軸瓦運行工作中生成的熱量積聚在軸瓦周圍，導致溫度異常升高。

（3）油溫異常。汽輪機機組運行過程中對于潤滑油的溫度也有一定的要求。如果潤滑油的溫度過低，就會導致其黏度隨之上升，無法均勻分布，進而加大不同部件之間的摩擦，導致軸瓦溫度異常升高。如果潤滑油的溫度太高，則會使?jié)櫥偷酿ざ蕊@著降低，影響油楔的厚度及剛度，還會使油膜無法具有較高的負載能力，嚴重情況下油楔會出現破裂情況。如果油楔破裂，就會立即發(fā)生混合摩擦，進而軸承金屬的溫度會迅速提高，甚至出現咬合現象。

1.3 軸瓦自身問題

（1）軸瓦安裝不正。在軸瓦施工安裝的過程中，沒有在事先規(guī)劃設計的位置對軸承進行準確安裝，導致軸承位置歪斜，或者軸頸和軸承沒有處于同一條軸線上，就會影響軸瓦在運行過程中的自身調整性能，出現溫度異常升高的問題。

（2）軸承安裝不合格。軸承的底座上設置有太多數量的墊片，或者軸承的緊力超出安裝標準，也會引發(fā)軸瓦運行異常故障，進而影響溫度。

（3）軸瓦與軸承座間卡澀。軸承底座上的墊片或者球面銷發(fā)生卡澀現象，也會引發(fā)軸瓦溫度的異常升高。在汽輪機機組中，通常會在可傾瓦塊的背部位置安裝發(fā)揮支撐作用的銷餅，憑借其本身具有的高穩(wěn)定性，能夠在軸承運行過程中，通過輕微的擺動，對負載和轉子的振動進行一定補償，使支持力能夠始終指向中心位置。

1.4 負載影響

在汽輪機機組上有外來負載時，不同的調門開啟順序會使軸瓦分攤到的負載大小存在差異，進而使軸瓦溫度產生異常變化。開啟任意一個調門之后，蒸汽中會存在兩個方向的分力：沿著圓周方向的切向分力和軸向分力。汽輪機中的轉子會由于下部調門中的高壓蒸汽作用，受到方向朝上的部分作用力，減少軸瓦上的負載。相反的，汽輪機中的轉子會由于上部調門中高壓蒸汽的作用受到向下的部分作用，影響軸瓦上的負載大小。

在汽輪機的不同運行狀態(tài)下，不同軸承的標高會具有比較大的差異，影響其負載大小，進而造成溫度的變化。如果在汽輪機機組運行之前，按照相關標準對其進行安裝施工，適當調整軸瓦的標高和位置，形成具有較高整體性和系統(tǒng)性的軸系，此時汽輪機機組中的各個軸瓦對于負載的承擔作用是均衡的。一旦汽輪機機組開始運行啟動，不同軸承之間標高的變化可能存在差異性，就會使得部分軸瓦承擔了過多的負載，軸頸與瓦塊之間的潤滑油油膜厚度變小，部件之間的摩擦會影響軸瓦的溫度，使其顯著升高。

2 汽輪機的軸瓦溫度偏高排除措施

2.1 清潔汽輪機中的雜物

汽輪機機組中如果存在雜物，會使回油孔的整潔性大大降低，進而導致軸瓦的運行溫度異常偏高。在對汽輪機進行安裝的時候，要對進油孔的整潔程度進行細致檢查，通常借助內窺鏡完成檢查工作。如果發(fā)現汽輪機內部結構中仍存在雜物，要立即清理。重新安裝軸瓦的時候，要確保軸瓦的位置準確無誤，并確認瓦塊的活動狀態(tài)。安裝轉子的時候，要檢查確認軸承底座和軸瓦具有相同的方向。如果運行期間軸瓦溫度異常升高，停機后通過以上操作，對汽輪機機組進行重新啟動的時候，就會發(fā)現軸瓦溫度已經明顯下降，各項運行參數也與相關標準要求一致。

2.2 對軸瓦進行調整

如果汽輪機機組運行過程中發(fā)生軸瓦溫度異常升高，可以調整軸瓦上的負載來降低軸瓦溫度。具體調整載荷的方式是斷開聯(lián)軸器之后，對其偏差和斷面進行調整。在汽輪機機組檢修時，要解體氣缸，減少軸瓦上的負載，令汽輪機轉子具有符合應用標準的揚度，同時使聯(lián)軸器的張口和外圓大小符合標準范圍要求。

2.3 提高軸瓦的質量

軸瓦自身的性能水平與其在汽輪機機組運行過程中的溫度高低有直接關系，要想減少運行期間軸瓦溫度異常升高的故障，提高軸瓦性能是最本質的措施。相關行業(yè)從業(yè)者要重視對軸瓦的研究，不斷創(chuàng)新，并合理應用現代科學信息技術，從根源排除汽輪機軸瓦發(fā)生異常溫度上升的問題。在對軸瓦的結構進行改善優(yōu)化過程中，必須保證墊片軸承底座的接觸面積不能低于整體面積的3/4；另一方面要對接觸點位置進行合理設計，保證其均勻性。為了防止發(fā)生泄漏潤滑油的故障問題，油孔周圍的接觸點必須具有較高的密封性。

2.4 降低運行阻力

汽輪機機組日常運行中，發(fā)生軸瓦溫度異常升高的絕大部分原因是零部件之間產生了摩擦作用，進而摩擦熱量影響到軸瓦的運行溫度。如果運行期間各個部件受到的運行阻力越大，其摩擦作用也會越顯著，進而影響溫度越高。所以為了令軸瓦的溫度能夠降低到正常范圍，可以通過減少阻力來實現。在檢修汽輪機機組時，為了確定機組運行中的具體阻力大小，可以借助修刮油斜邊的方法進行。在確定了汽輪機機組的運行阻力之后，就可以根據實際情況適量增加潤滑油的用量，進而降低機組運行過程中受到的阻力。

3 結語

軸承作為汽輪機機組中的重要零部件，一旦發(fā)生軸瓦溫度異常升高的問題，不僅會降低軸承自身的應用性能，還有可能影響整個機組的正常運行，導致發(fā)生停機事故。一旦發(fā)生停機事故，生產企業(yè)在經濟效益與社會效益方面都要承受很大的損失。所以，相關檢修人員必須對汽輪機的軸瓦溫度進行重點關注，結合實際汽輪機機組的運行情況，加以綜合分析，明確出現溫度異常的真正原因，進而采取有針對性的處理對策，以確保汽輪機能夠持續(xù)高效地運行。