作者（zhě）：潘衛東，李（lǐ）好林，趙乾
摘（zhāi） 要：黃（huáng）島（dǎo）發電廠#3機#2軸承在（zài）汽輪機啟動帶負荷（hé）後，軸瓦烏金溫度超標升高並且（qiě）隨負荷變動而線性（xìng）變化，非常敏感。通過調整改變汽輪機進汽方式，改變#1、2調門進汽方式，調（diào）整調門開度（dù）差，開啟#3門，關閉（bì）#1門（mén），將#1、3、4門投入運行，Z終解決了（le）#2軸承（chéng）烏金溫度高無法帶滿（mǎn）負荷問題，探討出一條不需要停機即可解決軸承溫度高問題，取得很好的（de）運行和經濟效果。
關鍵詞：軸承；幹磨擦現象；調節閥；噴嘴進汽方式；負荷；承載過重（chóng）；油膜減薄；油膜加厚；轉子的位（wèi）置；不平衡力
一（yī）、汽（qì）輪機結構概述
黃島發電（diàn）廠#3汽輪機為原蘇聯列（liè）寧格勒金屬加工廠生產製造，型（xíng）號為（wéi）K－225－130－1型（xíng），單軸、三缸、雙排汽、中間再熱凝（níng）式汽輪機組。汽（qì）缸分（fèn）為高壓（yā）缸、中壓缸、低壓缸三個部分。從（cóng）鍋爐來的新蒸汽（qì）沿二根主蒸汽管（guǎn）道經機側電動主閘門，自動（dòng）主汽門分別通（tōng）過導管進入高壓缸四個調速汽門進入高壓（yā）缸，排汽進入（rù）鍋爐再熱器進行一次再熱，然後由爐（lú）再熱器出（chū）來的再熱蒸汽，再經過四根再熱管道進入兩個中壓自動主汽門和裝在中壓缸上的四個中壓調速汽（qì）門（mén）進入中壓缸，中壓缸排（pái）汽沿兩根導汽管進入低壓缸的中間部分，分兩路排入（rù）凝（níng）汽器。
高壓（yā）缸共（gòng）有十二級，級為（wéi）調速級，缸內設（shè）有四組噴嘴，分別（bié）被四個（gè）高壓調門所控（kòng）製，每個調門各控製一組噴嘴，該機組#1、#2、#3、#4調門對應的（de）4個噴嘴組的噴嘴數分別（bié）為10、14、9和12，噴嘴數目有較大的差別（bié）。
表一 調速汽門控製噴嘴數
圖一（yī） 高壓調速汽門排列順序（沿汽（qì）流方向看）
高壓缸（gāng）調節門是裝在自身缸體上，通過蒸汽管道，輸送到兩個高（gāo）壓缸主汽門。由（yóu）於（yú）蒸汽（qì）從２號軸承側進入高壓缸，故高（gāo）壓轉（zhuǎn）子為左旋。
中壓缸四個調門兩個（gè）在上汽缸上，下部兩（liǎng）個緊固在下汽缸上，中壓轉子（zǐ）共有十一個壓力級。中壓調速汽門排列順序為：
圖二 中壓（yā）調速汽門排列（liè）順序（xù）（沿汽流方向看）
二、軸承的結構分析
汽輪機組軸係（xì）共有九個軸承，汽輪機五個，其中#2軸承為支承推力綜（zōng）合軸承，發電機勵（lì）磁（cí）機各兩個。支承軸承#1-7號為橢園形軸承，#8、9為園筒形軸承，軸瓦材料為錫基巴氏（shì）合金。軸承進油（yóu）孔設（shè）在側麵（miàn）墊鐵間，潤滑油（yóu）進入（rù）軸瓦後，順時（shí）轉動方向到軸頸上部，冷卻軸頸，再到下部起潤滑作用。為防止軸瓦轉動，軸承均設有銷餅，它一半裝在軸瓦處園銑出的槽內，另一半嵌在（zài）軸承座結合麵的凹坑中。
#2綜合（hé）式推力軸承。推力軸承承受轉子的軸（zhóu）向推（tuī）力和限定轉子的軸向位置，汽輪機串動過大，動靜軸向間隙（xì）消失，甚至發生（shēng）碰撞（zhuàng）或磨擦，正常情況下，軸向推力的方向推向低壓側。推力軸承外（wài）殼與支持軸承鑄為一體（tǐ），支持軸承為球形（xíng）瓦，球麵的（de）自調作用將保證各瓦塊承擔推力的（de）均勻性。推力部分的重量由裝在瓦下支持彈簧加以平衡，適當調整彈簧的（de）緊力，便可使軸瓦保持正確的位置；轉子上（shàng）的軸向推力經過推力盤傳給其前後的（de）扇形推（tuī）力（lì）瓦塊，工作麵（miàn）與非工作麵均為10塊推力瓦塊，推力瓦塊的固定是用背後的銷（xiāo）孔掛在支持環的銷釘上，可以防止瓦塊（kuài）隨推力（lì）盤轉動。
推力軸承結構圖（tú）：
圖三 綜合推力軸承（chéng）結構圖
表二 推力軸承測量：單位：毫米
三、存（cún）在的問題
#3機組小修完成後（hòu），機（jī）組按照啟動計（jì）劃正常啟動，至3000轉/分，各軸承振動和軸瓦（wǎ）溫度無異常，但是（shì）帶負荷2千瓦時，發現#2和#3軸承振動突然增大，#2軸承Z大（dà）到0.13毫米，打閘停機。
機組重新（xīn）啟（qǐ）動後（hòu），維持3000轉/分，振動基本正常，檢查並測量軸承振動和汽缸振動無異常（cháng）後帶負荷。
2006年7月3日9：30機組負荷150MW時，發現（xiàn）#2下（xià）瓦溫度（dù）93℃；負荷167MW時，#2下瓦溫度99℃，限定負荷150MW以下，軸承溫度95℃，開啟頂軸油泵後，瓦溫降到93℃，維持運行。
說明機組在（zài）低負荷（hé）時，瓦溫正常，但是隨負荷的上升，瓦溫隨即上升，瓦溫上升的趨勢略滯後於負荷上升趨（qū）勢，並（bìng）隨負荷（hé）變（biàn）動而變動，較為敏感，負荷變化2MW，瓦溫大約升高（gāo）1℃，開啟甲頂軸油泵，#2瓦烏金溫度可以（yǐ）下降1.2℃，機組因此限定負荷150MW以下維持運行。
三、軸承瓦溫高初步處理措施
為解決此問題，黃島發電廠與山東電力研（yán）究院熱能（néng）所專家，共同對軸承瓦溫升高的原因進行了診斷試驗，首先對軸承檢修（xiū）情況檢查分析。
1、2005年11月，#3機大修中檢查烏金無異常，發現#2軸徑有磨損現象（xiàng）。
2、2006年6月#3機小修，檢查軸（zhóu）承烏金（jīn），發現下瓦兩側磨幹約有1/3，無脫胎現象，對幹磨部位刮（guā）削處理，下（xià）瓦（wǎ）兩側油囊刮削增（zēng）大，軸徑溝痕清理打磨（mó）完成後裝複。
3、兩次（cì）檢修軸承各部位測量（liàng）的數據，見表三。
表三 軸（zhóu）承各（gè）部位測（cè）量值：單位：毫米
4、對發（fā）電機碳刷接地等裝置檢查，重點檢查#1軸徑處轉子接地碳（tàn）刷，臨時增加一路電阻值0.05歐姆（mǔ）的接（jiē）地（dì）線，測量電（diàn）壓和電（diàn）流值較小，軸瓦溫度沒有明顯變化。
四、改變進汽方式與軸承溫度之（zhī）間（jiān）的關係試驗
黃島電廠（chǎng）#3機組配汽方式為（wéi）：正（zhèng）常運行時（shí），閥門開（kāi）啟順序為（wéi）#1→#2→#3→#4順序開（kāi）啟，采用滑壓（yā）運行的方式，負荷130-150MW時，#1、2調門的開（kāi）度50%左右，在高負（fù）荷段190-225MW時，#1、2高調全開，#3高調部分開（kāi）啟，#4高調滿負荷且參數比較低時參與（yǔ）調（diào）節。見下圖四
圖（tú）四 閥杆升程曲線（xiàn）
來（lái）自（zì）鍋爐的高壓蒸汽通過（guò）高壓調門，進入高壓調節級作功時，會（huì）對調節級動葉片產生汽流（liú）力的作用。當調節級均勻進汽，汽流力均勻的分布於整個圓周，轉子能夠自平衡；但（dàn）當采用噴嘴進汽時，調節級部分進汽，由於調節級水平方向上較大的不平（píng）衡汽流力的影響，轉子軸心位（wèi）置發生變化（huà），在機組的（de）軸承處產生附加載荷，改變（biàn）軸承靜動特性，靠近調節級的（de）高壓轉子#2軸（zhóu）承受到的影（yǐng）響Z大，出現振動異常、瓦（wǎ）溫（wēn）升高等異常現象。
2006年7月（yuè）7日（rì）上午，對汽輪機（jī）進汽調節的方（fāng）式進行（háng）試驗，通（tōng）過調整改變汽輪機進汽方式，使#2軸承烏金溫度恢（huī）複到正常運行狀態。原運行方式為#1、2噴嘴調節，它（tā）們全部分布在汽輪機的上缸，這時（shí）開啟#3門，逐漸關閉#1門，改（gǎi）變調節閥噴嘴進汽方式（shì），#2軸承（chéng）下瓦烏金迅速降到80度，直到正常溫度60度左（zuǒ）右，機組汽缸（gāng）膨脹，上下缸溫差沒有任何變化。機組滿負荷後運行正常，消除了#2軸（zhóu）承（chéng）溫度（dù）高這（zhè）一缺陷。
表四 在負荷不（bú）變的情況下的試驗表
表五 切換調門（mén）直至帶滿額定負荷後（hòu）軸瓦溫度之間關（guān）係試驗
原運行方式為#1、2噴嘴調節，它們（men）全部分布在汽輪機的上缸（gāng），這時開啟#3門，逐漸關閉#1門，改變調節閥（fá）噴嘴進汽方式（shì），調整調（diào）門開度差，運行方式改為（wéi）#1、3、4門參與調節。由此分析，#2軸承烏金（jīn）溫度高的原因是受到不均衡外力的作用，該軸承負載過大，使得（dé）建立起來的油膜減薄，從而引起軸瓦烏金升高。
軸（zhóu）承在運行過程中（zhōng），在潤滑油通暢的情況下，如果承載過重，則油膜減薄，容易破裂造成軸徑和軸瓦間幹磨擦，烏金溫度升高；如果承載過輕，則油（yóu）膜加厚，容易發生軸承振動大。因（yīn）此，汽輪機的Z佳運行方式就是使軸承油膜適度，即不厚也不薄（báo）。
通過以上（shàng）的分析，黃島電廠#3機的進汽方式對轉子的位置有一個不平衡力，使得軸徑與軸瓦（wǎ）烏金無法建立起來油（yóu）膜，軸徑與軸瓦烏金發（fā）生幹磨擦現象，烏金溫度升高。一般情況下需要停機處理，解（jiě）決的（de）方法有：
（1）減小#2瓦承載（zǎi），減小軸承比壓。軸承比壓P=P1/λD P1為軸承載荷，λ為軸承長（zhǎng）度，D為軸承直（zhí）徑。根據油膜壓力比較，該軸承比壓較高，對軸瓦低部（bù）墊鐵降低0.20-0.30mm。
（2）增加軸瓦進油，改變原有的進油節流孔，擴大進油（yóu）量。
（3）重新分配進入推力瓦（wǎ）和支持瓦的進油量。
（4）檢查軸瓦接觸角，油（yóu）海（hǎi）徑向形態修刮為拋物線形狀。
（5）減小（xiǎo）軸瓦頂部間隙，增大瓦口（kǒu）間隙。
但這些措施改變軸瓦的結（jié）構形式，工作量大，檢修費用高、不容易操作。因此，通過改變調節（jiē）閥噴嘴進汽方式來降低軸承（chéng）烏金溫度，不需要停機即可（kě）解決處理好，是一項簡便易（yì）於操作的新技術。
五、效果和結（jié）論
黃島發電廠#3機（jī）#2軸承在汽輪機啟動帶負荷後，軸瓦烏金溫度升高並（bìng）隨負荷變動而線性變化，非常敏感。按照此調整進汽方式方法改進後，#3瓦溫度由Z高溫（wēn）度99℃，降到60℃左右安全穩定運行，軸承振（zhèn）動也沒有異常現象，Z終解決了#2軸（zhóu）承（chéng）烏金溫度（dù）高無法帶滿負荷問（wèn）題，機組（zǔ）恢複到正（zhèng）常（cháng）運行（háng）狀態，徹底得到了很好（hǎo）的解決。
這次處理並徹底解決#3機#2軸承烏金溫度高問（wèn）題（tí），探（tàn）討出一條不需要停機即可解（jiě）決（jué）軸承溫度高問題，黃島發電廠在全省20萬千瓦機（jī）組（zǔ）等級，這一技術難題上創出了一條新路（lù）子，可以在同型號機組以及在解決軸承溫度高問題上予以推廣和應用。
實踐證明，該調整方法簡便易於操作（zuò），節約了大量人力和檢修費用，減少一次停機（jī）消缺費用（開停機燃油（yóu）費約30萬元，停機48小（xiǎo）時搶修費用），取（qǔ）得非常明顯的（de）經濟效益。
