３００ ＭＷ机组轴颈与轴瓦磨损原因分析及处理 何冬辉，魏长宏，安凯 （国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，沈阳 １１０００６） 摘要：电厂３００ ＭＷ亚，临界机组启动调试阶段，６号轴承温度异常升高，轴瓦和轴颈磨损。分析得出油中含有大量焊渣和金属颗粒是 ＤＯＩ：１０．１６６２１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎｌ００１—０５９９．２０１６．０２．１４ 直接原因，给出预防措施。 关键词：轴瓦；轴颈；焊渣；磨损中图分类号：ＴＫ２６８ ０引言 文献标识码：Ｂ ９９℃，跳机值为１０７℃。 ２事故过程 汽轮发电机组在运行中，油质不合格、润滑油压低、机组振 动、过载、轴向推力过大及转子不平衡、不对中等原因皆可能引起 轴承的不正常磨损【ｌ＿。但油质不合格是导致轴承磨损最常见的直 接原因。根据某机组运行状况及轴瓦和轴颈损伤事故现象，分析 轴颈与轴瓦磨损的特点及原因，得出油中含有大量的焊渣和金属 颗粒是造成轴颈与轴瓦磨损的直接原因，给提出相关预防措施。 １机组设备及介绍 从２０１２年１０月１２日第一次启动到２０１３年６月７２０ ｈ可 靠性试运（ＲＴＲ）结束期间，发电机６瓦在启动或停机惰走经过 临界速度８００～９００ ｒ／ｍｉｎ区域时，振动一直较大，但温度均保持 在８０℃左右正常温度。２０１３年９月１７日启动时，冲转过程中 发现６号瓦轴承金属温度一直在上升，最后３０００ ｒ／ｍｉｎ定速稳 定在９４．１℃，接近报警温度９９ ｑｃ，２０１３年１０月１ Ｅｌ停机惰走 过程中，过临界转速区域时 向振动达到最大值１７８ ｍ，转速 新建机组汽轮机型号为Ｎ３００—１６．７／５３８／５３８，中间再热、高 中压合缸、双缸双排汽、单轴、凝汽式机组。高中压缸采用合缸逆 流结构，低压缸采用双流反向结构。汽轮机各转子采用刚性联轴 器联接，每根转子都由两个轴承支承。高中压缸的１、２号轴承采 用可倾瓦，在油层动压作用下，每瓦块可单独自由摆动到形成油 膜的最佳位置，以适应运行条件的变化，具有良好的稳定性，可 避免油膜振荡。低压缸的３号轴承上部为圆柱、下部为两半可倾 瓦，低压缸的４号轴承和发电机的５号、６号轴承采用椭圆轴承， 具有较强的支承力。１瓦至４瓦轴承金属温度报警值为１０７ ｏＣ， 跳闸值为１１３℃，发电机５瓦和６瓦的轴承金属温度报警值为 改为弯管、出口管线直径由４５ ｍｍ改为８９ ｍｍ。增大了出口管 线的刚度和缓冲能力，可有效地减缓泵出口处的激励力。增大弯 下降到２６ ｒ／ｍｉｎ时，６瓦轴承金属温度上升到１１６℃。因机组急 于启动，未对轴瓦进行翻瓦检查，于２０１３年１０月１２日启动，转 速上升过程中，６瓦轴承金属温度接近跳机值１０７℃并且还有 上升趋势，随后决定停机。 ３事故现象 （１）检查６号轴瓦回油量。观察６号轴瓦回油窗，油量很少， 依据６号轴承金属温度从５月的８０℃到１０月的１００℃，判断 回油量应处于逐渐减少状态。 （２）翻瓦检查。拆开６号轴瓦检查，发现上半轴瓦有起层现 ３应用效果 改造完成运行后，技术监测中心于２０１４年９月，对中区大 管的曲率半径，可减弱液体冲击。 （４）加装滤波元件。在出口管线人口处增装缓冲球。缓冲球 对高频液流脉动有很好的脉动衰减作用，衰减率达到５０％左 右。流体脉动是振动的根源，通过缓冲球的控制，进而改变脉动 频率。 ２．３消振隔振 泵房５ 撬装掺稀增压泵改造后的振动情况进行了测量，测量振 点位置与２０１３年的测振点位置一致，依然选取３５ Ｈｚ、４５ Ｈｚ、 ５０ Ｈｚ的运行频率进行测试，得到３组数据，见表３。 从５ 掺稀增压泵改造前后振动数据可以看出，经改造后掺 稀增压泵的振动大大减弱，并且整个管线结构趋于稳定，特别振 动比较大的垂直方向几乎都＜１０ ｍｍ／ｓ，完全符合规格要求。 从测试数据分析，改造后在不同运行频率下各测点振动幅 （１）改变蓄能器安装方式，并用卡子固定。出口处改为尺寸 较小的安全阀、回流阀。降低了蓄能器的悬振点，减小了掺稀泵 的振动幅度。 值大幅度下降。在相同运行频率（４５ Ｈｚ）时，与改造前对比，（７）、 （８）测点竖直方向振动幅值分别由１２７ ｍｒｎ／ｓ、１２６ ｍｍ／ｓ下降到 １４．１ ｍｍ／ｓ、１３．３ ｍｍ／ｓ，下降幅度达到８９．４％，说明改造后减振效 （２）采用波纹管和软连接管。既可以隔离振动的传输，又具 有缓冲作用，同时还可以吸收振动能量。 果显著，即使在５０ Ｈｚ运行频率下，最大振动幅值为２５．３ ｍｍ／ｓ， 只有改造前的２０％。电机、泵体振动均在标准范围内，管线其余 测点振动绝大部分测点均＜１０ ｍｍ／ｓ，最高也不超过２０ ｍｒｒｄｓ。 ［编辑利文］ （３）对基础进行二次灌浆。一是降低基础的不稳对掺稀泵振 动的加剧；二是减小相邻掺稀泵及动力元件的影响，减小了振动 的传递。 缝塑盏幢．堡 设备篁理与维住２０１６№２圈 多级泵的轴向平衡 赵辉 ８３３６９９） （克拉玛依市恒和设备维修技术服务有限责任公司，克拉玛依摘要：对多机离心泵轴向力的产生、平衡方法和采用平衡盘平衡的原理进行了分析说明，为多级泵窜量的调整提供了依据。通过对多 １３ＯＩ：１０．１６６２１／ｊ．ｅｎｋｉ．ｉｓｓｎｌ００１—０５９９．２０１６．０２．１５ 级离心泵轴向窜量的合理调整，可以防止多级离心泵机械密封和轴承发生故障，而且还能使泵的运转达到最佳状态 关键词：多级离心泵；窜量；轴向力；平衡中图分类号：ＴＨ３１１ ０前言 文献标识码：Ｂ 采用平衡叶片的方法是在叶轮后盖板的背面设有若干径向 叶片。当叶轮旋转时，它可以推动液体旋转，使叶轮背面靠叶轮 中心部分的液体压力下降，其下降程度与叶片的尺寸及叶片与 多级离心泵在石油化工行业中被广泛应用。轴向力的平衡 显得尤为重要，合理确定泵的轴向窜量，是维修离心泵的关键内 容之一，也是提高其运行效率的有效措施。同时，密封压缩量的 测量、轴承的安装都会受到转子窜量的影响。 １轴向力的产生及危害 离心泵在运转时产生的轴向推力的原因很多，主要是由于 液流作用在叶轮前后盘上的力部平衡而引起的。单侧吸水的叶 轮在工作时，叶轮进口处的总压力小于作用于叶轮出口处的总 压力，造成叶轮两侧所受压力不平衡，因而产生与轴线平行并由 排出侧朝向吸入口的轴向推力。 不平衡的轴向推力使泵的转子部分向吸人口方向窜动，引 起叶轮与固定的泵壳相碰，引起磨损；加重止推轴承的负荷，使 泵壳的间隙大小有关。其优点是：减小轴向力，减少轴封的负荷； 防止悬浮的固体颗粒进入轴封。但对于易与空气混合而燃烧爆 炸的液体，不宜采用此法。 接平衡管的方法是将叶轮背面和入口用压力平衡管连通来 平衡轴向力，这种方法比开平衡孔方法优越，因不干扰泵入口液 流的流线，效率相对较高。 由于多级泵多采用单吸式的叶轮，多级泵平衡轴向力主要 有用叶轮对称布置或采用专门的平衡轴向力装置。如平衡鼓（或 称为卸荷盘）和自动平衡盘。 多级泵中叶轮半数对半数，背对背或面对面的按一定次序 轴承温度升高、寿命降低；同时使转子窜动（１～４ ｍｍ），直接影响 泵的寿命且工作效率降低，同时伴有振动、出口压力增大等不良 现象。对于多级泵来说，一般出口压力远大于入口压力，所以用 排列起来，可以相互平衡轴向力，这种方式多用于蜗壳式多级 泵。叶轮对称布置原则：（１）级间过渡流道不能很复杂，以利于铸 造和减小阻力损失；（２）两端轴封侧应布置低压级，以减小轴封 平衡力来消除轴向力显得尤为重要。 ２多级泵轴向力的平衡 所受压力；（３）相邻两级叶轮间的级差不能太大，以减小级问压 差，从而减小级间泄漏。节段式多级泵采用叶轮对称布置可平衡 轴向力，但级间泄漏增加。只有在结构完全相同的情况下才能完 全平衡轴向力，当各级的轮毂轴台不同时同样产生轴向力。 平衡鼓是个圆柱体，装在末级叶轮之后，随转子一起旋转， 采用双吸式叶轮不但可以平衡轴向力而且有利于提高泵的 吸入能力，多用于大流量的泵。但由于制造误差或叶轮两侧密封 环磨损程度不同，存在一定的剩余轴向力。 开平衡孔的办法可使叶轮两侧的压力基本上得到平衡，但 由于液流通过平衡孔有一定的阻力，所以仍有少部分的轴向力 不能完全平衡，并且会使泵的效率降低，其优点是结构简单，多 用于小泵匕。 平衡鼓外圆面于泵体形成径向间隙。平衡鼓前面是末级叶轮的 后泵腔，后面是与吸入口相连通的平衡室，这样作用在平衡鼓上 的压差形成指向右方的平衡力与作用在转子上的轴向力相平 衡。平衡鼓的间隙通常取０．２～０．３ ｍｍ，平衡鼓的泄漏量很大（约 参考文献 ［１］ 高峻宏，张志强，于达仁等．基于颗粒度分布在线监测的汽轮机轴 承磨损状态识别［Ｊ］．汽轮机技术，２００４，４６（３）：１８５—１８９． ［２］黄传安，程光俊，宁国泉等．６６０ Ｍｗ超超临界汽轮机可倾瓦轴承 损坏的分析及处理［Ｊ］．华中电力，２０１１，２４（１）：５８—６１． ［３］崔朝英，张琴，黄晓荣．汽轮机轴瓦磨损的主要因素及预防措施 ［Ｊ］．汽轮机技术，２００８，５０（５）：３９５—３９６． 时建立稳定油膜；当转速在２０４０～３０００ ｒ／ｍｉｎ时，润滑油温控制 在４２℃，防止油膜过厚造成油膜剪切力过大，瓦温升高。 ６总结 汽轮发电机组轴瓦和轴颈磨损在大机组上较为常发生的事 故，事故一旦发生，不得不停机检查和更换轴瓦，造成人力物力 损失。在机组安装阶段应提高润滑油温加强润滑油系统的大流 量冲洗，对润滑道冲洗效果不佳的拐角、盲道进行人工清 洗，在轴承座及油箱内设置吸铁磁块和磁棒，保证润滑油质才能 确保机组安全稳定运行。 ［编辑利文］ 设置誓理与维铬２０１６№２困
