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1、 #2 机组#6 轴瓦低速时瓦温高造成擀瓦原因分析及处理摘要 ：我厂#2 机组#6 轴承由于在整个轴系中属于承载最重的一个轴承，轴承发生椭圆变形加上原有#6 轴颈存在多道磨损沟槽，造成#6 轴承在机组低速运行过程中温度高并造成轴瓦擀瓦，本文深入分析了#6 轴瓦擀瓦的原因及#6 轴承修复的具体处理方法。一、 机组简介我厂#2 机组由山东电建二公司承建安装，汽轮机部分为上海汽轮机制造有限公司采用美国西屋技术制造的 N600/16.7/538/538 型、亚临界、中间再热式、四缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机。#2 机组由高压转子、中压转子、低压 A 转子、低压 B 转子及发电机转子、励磁机转子共六根转
2、子组成整个汽轮机发电机轴系，在低压 A 转子后连接一中间轴，所有转子包括中间轴均采用螺栓刚性联接。整个轴系六根转子分别由 11 个轴承支撑，其中#6 轴承为径向圆筒形轴承，用于支撑低压 A 转子励端，因此将低压 A 转子励端轴颈称之为#6 轴颈。二、问题发生过程及原因分析1、问题发生过程2010 年#2 机组 C 级检修前，#6 轴瓦因为调停期间低转速（600转以下）轴瓦温度高（106 度） ，对其进行检查，检查发现#6 轴瓦下瓦钨金融化被擀，顶轴油囊被填平，油口未堵塞，轴颈在轴瓦高压区有不同程度的沟槽，对下瓦进行重新刮瓦在轴颈上靠点均匀后，并对轴颈进行打磨后复装。在修后的机组启动和停机中，汽
3、轮机升速及降速至500600rpm，#6 轴瓦出现瓦温突升至 115，停机对其进行再次检修。#6 瓦再次进行解体后，悬出下瓦，钨金同样被擀，顶轴油囊及油口均被堵塞，轴颈沟槽划痕严重。修复中对轴瓦侧隙（瓦口间隙）进行放大，并刮出轴瓦两侧油海，对接触部位挂并靠出均匀接触点，并将#6 瓦底部部撤出 0.10mm，#7、8 瓦均匀上抬 0.05mm，对轴颈使用工艺油石进行处理，去除沟槽的锐角划痕后复装，开机后低转速温度最高 73 度，振动最大 0.065 mm。2、#6 轴瓦擀瓦及轴颈磨损原因分析#2 机组整个轴系的转子重量分别为：高压转子：17.2 吨 中压转子：20 吨低压 A 转子：60.7 吨
4、 低压 B 转子：62.3 吨由于整个轴系连接后，低压 A、B 转子对轮位置正好处在整个轴系圆滑过渡曲线的最底部，加上上汽厂设计两低压转子对轮中心下张口数值偏小（0.127mm） 。 （600MW 亚临界机组扒口在 0.20mm 左右震动、温度是最好的） 。造成#6、7 轴承是整个轴系承载最重的两个轴承，而且低压 A 转子后还接有一短轴，造成低压 A 转子在高速运转中较其他转子有轻微摆动，因此#6 轴承又比#7 轴承受力更大。由于#6 轴承为径向圆筒形轴承，圆筒形轴承结构简单，油的消耗量和摩擦损失都较小，由于它只有一个楔形压力油膜，在高速轻载的条件下，油膜刚性差，故在旋转时轴的径向稳定性能差，
5、转子易失稳，易产生低频振荡，引起振动。当汽轮机静止时，轴颈直接与轴瓦内表面下部接触，在轴瓦和轴颈两者之间形成一个楔形间隙，当连续向轴承供给一定压力和温度的润滑油时，由于润滑油有粘性，轴颈一旦旋转起来，黏附在轴颈上的油层便随转轴一起旋转，并带动各层油转动，被带入楔形间隙，润滑油被带到轴颈与轴瓦之间的楔形间隙中，从楔形间隙的宽口流向窄口，使润滑油积聚在狭小的间隙中产生较高的油压，随着转速的升高，被带入的油量也相应的增多，油楔中的压力不断升高，当油压升高到足以平衡转子对该轴瓦的作用力时，轴颈便被油膜托起，此时轴颈和轴瓦完全由油膜隔开，从而避免了轴颈和轴瓦之间的干摩擦现象，并能靠润滑油不断带走液体摩擦
6、中所产生的热量，使轴承能安全稳定的工作。在转子启停过程的低转速中，润滑油进入油楔的油量少，压力低，而且由于#6 轴承承载重，顶轴油顶起高度仅为 0.01mm(顶轴油压为 8MPa)，还有低速转动中，转子窜动量比较大，使得原本处于轴颈高压区的部分沟槽转移至顶轴油囊区，部分顶轴油沿沟槽泄走，造成顶轴油油压不稳，更影响了顶轴油的转子的托起，因此在低转速下#6 轴瓦与轴颈接触处油量很少，造成轴承温度迅速攀升，最高达 115 度，加上修复过程中发现#6 轴承椭圆变形，瓦口间隙过小，油的流量过小不利于轴承高温的冷却，综合各种原因，引起轴瓦钨金表层被擀。少量脱落的钨金碎屑被挤在轴颈与下轴瓦之间无法带出，低转
7、速下不断与轴颈摩擦，造成对#6 瓦轴颈处的磨损引起多道沟槽。三、#6 轴瓦及轴颈的修复对#6 轴瓦的修复主要采用重新刮瓦修复，并开大下轴瓦的瓦口间隙的方法以加快加大油量的循环冷却来降低瓦温。对#6 轴颈的修复主要采用打磨去除其沟槽锐角的方法来减少其对轴瓦的磨损。1、轴颈及轴瓦修前、修后数据及调整C 级检修中轴瓦顶隙：1.181.25mm，间隙均匀。第二次检查中轴颈情况：（轴颈上的粗线为沟痕，沟痕编号为从汽端向励端依次为）汽端 励端#6 轴瓦下瓦 左右481.63mm沟槽深度及宽度统计： 沟槽宽度为 3mm，深度 0.60mm。 沟槽宽度为 3mm，深度 0.60mm,与沟槽 1 距离为 1.5
8、mm。 沟槽宽度为 8mm，深度 0.90mm,与沟槽 2 距离为 1.8mm。 沟槽宽度为 9mm，深度 0.90mm,与沟槽 3 距离为 0.8mm。 沟槽宽度为 1mm，深度 0.20mm,与沟槽 4 距离为 0.8mm。 沟槽宽度为 1mm，深度 0.20mm,与沟槽 5 距离为 3mm。 沟槽宽度为 1mm，深度 0.20mm,与沟槽 6 距离为 8.5mm。 沟槽宽度为 3mm，深度 0.90mm,与沟槽 9 距离为 1mm。 沟槽宽度为 5mm，深度 0.60mm,与沟槽 10 距离为 2.3mm。 沟槽宽度为 3mm，深度 0.60mm,与轴颈边缘距离为 2.5mm。对沟槽棱角
9、使用小油石进行打磨，使得沟槽两边为钝角没有高点。 轴承下轴瓦修复数据汽端右 左瓦口间隙油海泄油槽 修前瓦口间隙为：四个角均为 0.40mm。 （测量方法，塞尺插入深度为 15 至 20mm 为准） ，对瓦口间隙进行了放大至 0.55mm(对于圆筒瓦，瓦口间隙约为顶隙的 1/2，对于椭圆瓦，瓦口间隙约为顶隙的两倍)。瓦口深度为 200mm，间隙由 0.55mm 逐渐过渡至 0。 开油海宽度为整个轴瓦钨金半圆弧长的 1/3。 与轴接触面积的两边角度为 45 度，接触点均匀。 由于设计中两低压转子对轮中心下张口数值偏小，因此此次对#6 轴承进行了下调 0.10mm 的调整，并将#7、8 轴承进行了抬
10、高0.05mm 的调整，由此来加大对轮中心下张口。进行轴瓦间隙的测量下瓦间隙用塞尺在轴瓦水平结合面的前后左右四角进行测量，塞尺插入深度为 1520mm，四角间隙应基本相等。轴瓦顶隙用压铅丝的方法测量，纯铅丝的直径应比顶隙大 1/3 左右，铅丝弯成 U 字型，轴瓦前后各放一铅丝，然后合上上瓦，上紧结合面螺栓，并用塞尺检查结合面无间隙，在揭上瓦，小心取下铅丝，平放在平板上，用外径千分尺测量其厚度，并按轴瓦的对应位置作好记录，由于#6轴瓦为圆筒形轴瓦，所以应取铅丝最大厚度作为顶部间隙，其顶部间隙为： 汽端 1.5 mm 励端 1.6 mm ，标准要求为 0.97 至 1.07mm 励端瓦口深度轴瓦顶
11、隙再修后的测量中超出标准, 顶隙超标的原因为：轴承在擀瓦过程中吃力不均匀，造成斜擀，轴瓦变形，上下间隙增大，侧隙减小，说明轴瓦沿上下方向产生变形，接近于上下椭圆形状。 轴瓦紧力的调整由于运行时轴承外壳的温度通常比轴瓦温度高，因此一般要求轴承对轴瓦有一定的予紧力。若没有这个紧力，在受热膨胀后，外壳就不能压紧轴瓦，在转子剩余不平衡力作用下，轴瓦易发生振动。轴瓦紧力的测量均采用压铅丝方法，测量时，在水平中分面前后左右四个角各垫厚度相等且平直的铜皮（厚度一般选用 0.5mm 左右） ，上瓦顶部放直径为 1mm 左右的纯铅丝，并弯成 U 字型，放在测量轴瓦温度孔的周围，扣上轴承盖，紧好结合面螺栓，用塞尺
12、检查结合面应无间隙。然后松开轴承盖螺栓，测量被压扁的铅丝厚度，紧力值为垫片厚度与铅丝厚度之差。#6 轴承轴瓦紧力为：0.25mm 在标准范围内。垫块接触面的检查和研刮下半轴瓦的三块垫铁在转子搁在轴承上时，用 0.03mm 的塞尺品应塞不仅。底部垫铁在转子未搁在轴承上时，应有 0.060.08mm 的间隙，垫块与轴承座的接触面积应大于总面积的 75以上且分布均匀。垫块接触不符合标准时，应进行研刮。当垫块与轴承座接触质量全部合格后，将底部垫片抽去 0.030.05mm 即可。四、机组再次启动过程中#6 轴瓦运行参数机组启动过程中要求：主机润滑油压 0.15MPa 左右，不低于0.10MPa，油温
13、40 度左右，#6、7 轴承顶轴油压 15MPa 左右，转子冲转过程中快速通过低转速区。机组的再次启动过程中：转子冲转过程及机组带负荷后#6 轴瓦温度最高为 73 度，振动 0.065mm，达到机组轴承振动及温度合格标准。五、结论温度、振动是评价汽轮发电机组运行状况的重要标志，它是机组各部件在诸方面运行情况的集中反映，是各方面缺陷的集中表现，查找温度、振动原因是一项很复杂的工作。本论文所围绕分析的我厂#2 机 600MW 汽轮发电机组#6 轴承引起瓦温高的原因有它的特殊性，但也很具有普遍性，但对瓦温升高的原因分析过程及结论的得出直至瓦温升高问题的解决消除对于大机组还是有很高的借鉴价值。参考文献：（1） 、 山东 XX 发电厂汽轮机本体检修规程-山东 XX 发电厂（2） 、 大功率汽轮机检修-中国电力出版社（3） 大型火电机组检修实用技术手册汽机分册-中国电力出版社
