300mw汽輪機5號軸瓦軸瓦溫度異常分析

廣東某主力發電廠5號機是上海機械廠生產的300mww機，自成立以來正常運營。2002年9月15日,5號機停機開始小修。于9月30日下午,5號機小修項目基本完成,汽輪機投入盤車。16時30分發現盤車狀態下5號軸瓦溫度為46℃,此時主潤滑油油溫為26.7℃,其余各軸瓦溫度在30℃以下。19時08分停止5號機盤車運行,5號軸瓦溫度由46℃緩慢降至35℃。該汽輪發電機組共有7個軸瓦,5號軸瓦是發電機靠近汽輪機側的支持軸承。1初步分析和研究在機組盤車過程中出現單個軸瓦瓦溫異常偏高的情形較為少見,而從小修前的運行情況看,5號軸瓦瓦溫正常。1.1檢查軸瓦瓦溫從小修的檢修項目看,在小修中例行檢查了發電機兩端軸瓦。曾發現5號軸瓦下瓦鎢金表面有一處細小氣孔缺陷,并進行了挖補,另外還檢查了發電機兩端密封瓦,對密封瓦處的大軸軸頸進行噴涂。以上檢修項目,尚不能判斷是否會對5號軸瓦瓦溫造成影響。分析認為,軸瓦瓦溫高的原因可能是:a)5號軸瓦供油不足,供油管路有異物堵塞。b)5號軸瓦的瓦枕與瓦座之間呈球面接觸。如果組裝不良,瓦體不正,或瓦枕與瓦座接觸不好,都會對瓦溫帶來不利影響。因此,相應的檢查方案如下:a)檢查5號軸瓦的供油管路,尋找異物;b)對5號軸瓦解體,翻瓦檢查;c)在檢查過程中投入盤車試運行,觀察5號軸瓦瓦溫情況。1.25號軸瓦解體檢查2002年10月1日—2日,對5號機組5號軸瓦進油管和回油管進行了全面檢查,未發現有異物。10月2日23時25分,5號機組再次起動盤車運行,并觀察5號軸瓦情況。至10月3日10時06分,5號軸瓦溫度始終在42.5～50℃之間。從以上情況看,5號軸瓦瓦溫異常情況未得到改善。于是,10月3日決定停止5號機盤車,對5號軸瓦進行解體檢查。檢查中采取如下安全措施:a)各油管口拆開后必須用干凈白布封堵,軸承揭蓋后,軸承箱應用干凈白布蓋好,防止臟物、異物跌落軸承箱;b)起吊工作應由專人指揮;c)現場嚴禁吸煙和明火;d)支撐發電機轉子要用行車支吊;e)在翻瓦時起吊轉子應在轉子上裝上百分表,以監視轉子吊起高度,并控制在0.5～0.6mm,長時間吊起轉子的時候應恢復轉子初始高度。檢查測量過程如下:a)解體發電機5號軸瓦小端蓋,揭開上半軸瓦、上瓦鎢金面檢查,情況正常;測量了軸瓦頂隙、下瓦側隙,用塞尺測量檢查下瓦與軸承座的接觸面之間的間隙,基本正常;測量電機轉子揚度、下瓦水平中分面揚度。b)拆4號軸瓦軸承蓋,拆低壓轉子與發電機轉子聯軸器螺栓、低壓轉子與發電機轉子聯軸器復查中心。c)拆開聯軸器后測量5號軸瓦軸頸揚度。d)用行車將轉子吊起0.50mm,翻出下瓦,將轉子放低到原位。1.3軸瓦回裝,調整軸瓦側隙使之均勻將5號軸瓦下瓦翻出,發現下瓦底部與軸頸接觸范圍內的鎢金表面有大面積的磨痕,顏色黑亮,集中在下部負荷重的區域,但無裂紋、脫層等其它異常。針對這一情況,由機修人員對下瓦進行了修刮。修刮完畢后,將軸瓦回裝,并嚴格注意了保持軸承的瓦枕與瓦座之間的球面接觸良好,調整軸瓦的側隙使之均勻,調整軸瓦中分面的揚度與大軸一致等質量細節要求。于10月4日凌晨2時48分起動油泵連續盤車,至11時00分5號軸瓦溫度在38.7～40℃范圍內小幅波動,比原來的溫度水平下降了6～10℃,但是與其它軸瓦的溫度水平相比仍然略為偏高。鑒于盤車時下瓦瓦溫已有好轉,經研究決定進行機組試沖轉,并注意監測5號軸瓦瓦溫情況。10月4日20時55分5號機沖轉,轉速至49r/min時5號軸瓦金屬溫度由42℃快速上升至70℃,打閘停機。2分析與恢復計劃2.1軸瓦符合檢測條件從以上的檢查情況看,油管路是正常的;排除了軸瓦組裝不正確的因素后,5號軸瓦溫度仍然偏高?？梢?這都不是引起瓦溫偏高的真正原因。據檢修人員反映,刮瓦中感覺很費力,鎢金比平時難刮,且較為脆硬,刮下的鎢金呈粉狀(正常應為條狀)。由此判斷,軸瓦鎢金的硬度比正常時明顯異常提高。那么使鎢金變硬的原因是什么?回顧整個檢修過程,認為在小修中對5號軸瓦下瓦鎢金表面缺陷進行挖補時,可能對加熱溫度沒有控制好,因超溫使鎢金硬度發生了變化。軸瓦鎢金硬度的變化,意味著鎢金的物理特性發生了明顯變化,如塑性、導熱系數的改變,同時鎢金表面也會產生一些變形,使鎢金和大軸表面的摩擦增大。因此造成了在盤車狀態下5號軸瓦瓦溫偏高。2.2修復方案根據以上分析,制定了修復方案,決定對5號軸瓦進行更新。其技術難點主要集中在以下幾點:2.2.1軸瓦抬高到一定高度將低壓轉子與發電機轉子聯軸器復查中心,調整到與解體的中心一致。同時,將4號軸瓦抬高到一定的高度,以減輕5號軸瓦載荷,有利于5號軸瓦溫度的降低。但是,4號軸瓦是在整個汽輪發電機組的軸承中載荷最重的一個。如果將4號瓦軸承套下墊片加高,將會引起運行中4號軸瓦瓦溫偏高。因此,考慮將4號軸瓦抬高0.05mm。2.2.2軸瓦集中研磨法a)清理干凈新瓦,測量復核新瓦的內、外徑;解體新瓦,對研下瓦球面與下瓦套,至75%接觸且分布均勻,油口周圍接觸密封達100%。b)修刮油囊,均分60°,過渡平滑。c)用金相砂紙加油打磨轉子軸頸,再用麻繩拉磨軸頸使其光滑。d)把下瓦套裝上復位,將下瓦就位。盤動轉子,在軸頸上檢查軸瓦鎢金的接觸情況,并修刮至合格。e)將下瓦裝上復位,加入汽缸油,復查測量中心。有必要時調整下瓦套的墊片,并重新檢查球面接觸情況,至中心調整合格。3軸瓦溫正常運行經過兩晝夜的搶修,完成了5號軸瓦更換工作。10月7日20時30分5號機投入盤車連續運行,至10月8日5號軸瓦溫度維持在28～29.4℃(油溫26～27℃),5號軸瓦瓦溫明顯好轉,處于正常水平。10月9日9時18分掛閘沖轉,經暖機于12時54分定速3000r/min。軸承溫度正常,4號軸瓦瓦溫86℃、5號軸瓦瓦溫76℃(油溫39