馮（féng）鬆岩 劉濤 馮起龍
（大慶石化公司）
摘（zhāi） 要：文章通過分析25MW抽汽背壓式汽輪發電機組軸瓦溫度超標影響因素，避免和預防（fáng）了汽（qì）輪機組（zǔ）軸瓦燒損事（shì）故的發生，確保（bǎo）了（le）汽輪發電（diàn）機組的安全、平穩、長周期、滿負荷運行。
關鍵詞：熱（rè）電廠；汽輪機組；軸瓦；溫差超標；揚度
1 概述
大慶石化公司熱電廠1#汽輪機組（zǔ）是杭州汽輪機廠引進德國西門子公司威塞爾廠三係列工業汽輪機製造專利技（jì）術生產的單缸反動式單級調整（zhěng）抽汽背壓式機組，型號EHNG50/63/0，於1987年5月投產。機（jī）組額定功率25MW，進汽壓力9.0±0.5MPa，溫度535+5-15℃；中壓調整抽汽壓力（lì）3.9～4.4MPa，溫度410+30-20℃，供化工及化（huà）肥生產用汽；背壓排汽壓力0.12～0.25MPa，溫度104±10℃，供化工生產用汽及低壓廠用蒸汽。該機組自安裝（zhuāng）投產以來，由於係統（tǒng）在設計上不能適應運行要求，前軸瓦經常出現（xiàn）鎢金脫落、瓦溫超標等問題，安全可靠性差（chà）。20餘年的運行情（qíng）況（kuàng）表明，該機組連續運行2～4個月，前軸瓦鎢金即（jí）脫落、磨損，襯瓦溫（wēn）度居高不下，經常達90℃以上（標準≤85℃），嚴重製（zhì）約（yuē）機組大負荷長周（zhōu）期安全運行，無法滿足化工及化肥生產用汽的（de）需要，且機組每年（nián）均需更換2～3付軸瓦，檢修維護量及備件費用較大。對1#機組前軸瓦溫度超標進行完善（shàn）深入的技術（shù）分析，采取有效對策以滿足機組安全運行需要具有重要（yào）意義。
2 技術分（fèn）析
1#機組前軸（zhóu）瓦溫度超標問題一直是製約機組安全運行的瓶（píng）頸，機組啟、停期間通過合像水平儀監測，發現前軸瓦在冷、熱態揚度不（bú）一（yī）致，偏離原來調整好的狀態，造成（chéng）熱態時下瓦接觸麵積不足（從磨痕也可看出（chū）），影響（xiǎng）油膜形成，導致瓦溫超標。因（yīn）此，解決前軸瓦溫度超標問題的關鍵是在機（jī）組冷、熱不（bú）同狀態下，如何保持軸瓦揚度不變，也就是若揚度得到控製（zhì），軸瓦的溫度就能恢複正常。
2.1 揚度分析
機組在衝轉或（huò）加減負荷過程（chéng）中，用合像水平（píng）儀監測（cè）軸承箱、座架揚度變（biàn）化，結果是同步同向整體變化，表明引起前軸瓦揚度變化的根源是座（zuò）架。此（cǐ）前，我們考（kǎo）慮消除座架鬆動就可控製揚度，但座架經加固、無可見鬆（sōng）動後，揚（yáng）度依（yī）然隨負荷變（biàn）化，可見，還存在其他影（yǐng）響因素（sù）需要我們進一步分析。
我們從座（zuò）架著手分析，其（qí）結構特點是前空後實，前端散熱快，後（hòu）端散熱慢，加之後端貼近熱（rè）源，溫（wēn）度是前低（dī）後高。由此推斷在溫差作用下，後端膨脹（zhàng）大而前端（duān）小，因此產生脹差，進而形成揚度。下麵根據現場實測溫度（dù）通過計算驗證溫（wēn）差（chà）對揚度的影（yǐng）響程度。
2.2 脹差計算
已知：
計算結果說明在此工況下，產生了0.482mm（格）的揚（yáng）度，表明即使座架不鬆動也能產生揚度。
2.3 影響因素分（fèn）析
前軸瓦寬度：135mm
前軸瓦底部前張（zhāng）口（kǒu）間隙=135÷1000×0.482=0.06507mm=6.507道
從（cóng）計算結果可看出（chū），軸瓦底部與軸頸出現（xiàn）了沿軸（zhóu）向的楔形間隙，即在135mm的長度上出現了6.507道揚度，超過了允許偏差限值。
揚度產生的根本原因是座架溫差，消除溫差就能控製軸（zhóu）瓦的揚度。座架在溫差作用下自身（shēn）產生了揚度，軸瓦與其同步變化（huà），揚度增大，瓦的接觸麵積減小，泄（xiè）油量增加，油膜隨之惡化，局（jú）部幹摩擦（cā）導致瓦溫升高直至超標。
如果一個觀點可以解釋目前發生的現象，還可以在其他相同部位（wèi）得到印（yìn）證，下麵舉例說明。
2.3.1 軸瓦溫度隨負荷變化。我們知道，一個負荷對應一定（dìng）的（de）進（jìn）汽量，一定（dìng）的進（jìn）汽量對應一個汽缸溫度，一（yī）個汽缸溫度對（duì）應一個座架脹（zhàng）差（H-h），一個脹差（chà）對應一個揚度，一個揚度對應一個（gè）軸瓦溫度，這樣就形成（chéng）一個信號傳遞鏈：
加負荷→進汽量增加→汽缸溫（wēn）度升高→座架脹差大→揚（yáng）度增大→軸瓦接觸麵積減少→軸瓦（wǎ）溫度升高
即：加負荷（hé）→軸瓦溫度升高（減負荷變化相反）
軸瓦（wǎ）溫度隨負（fù）荷變化是我們看到的表象（xiàng），其本質是汽缸溫（wēn）度通過（guò）貓爪和立（lì）銷傳遞給座（zuò）架產生足以影響瓦溫的揚度，前汽封漏汽助推了這一過程，使得這一現象（xiàng）更加嚴重，需要我們解決的是如何切斷熱量傳（chuán）遞，使軸瓦的溫度擺脫負荷影響（xiǎng）。
2.3.2 與其他（tā）機組比（bǐ）對（duì）。我們注（zhù）意到前貓爪下隨溫（wēn）度升高可以膨脹（zhàng）的座架高度有600mm，是其他機組的6倍，膨脹（zhàng）量也應是6倍。這說明座架的特（tè）殊結構決定了其（qí）對（duì）溫（wēn）度的（de）敏感程度大大高於其他機組，通過對比讓我（wǒ）們自然想到座架在結構上存在設計（jì）缺陷，對設計缺陷的處理（lǐ）超出了檢（jiǎn）修範圍，必須對原有（yǒu）係統進行設計改進。
3 對策
基本思路是消除前（qián）座架溫差，使其不再產生揚度。我們采取以下改進措施：
（1）前座架基礎加固、重新（xīn）澆築。
（2）對前（qián）座架、下（xià）汽缸、軸係以發電機（jī）中心（xīn）為基準整體找正。
（3）將前汽封、蒸汽室、轉鼓汽封、後汽封改造為密封性能良好的蜂窩汽封，減少汽封漏汽，增（zēng）強前座架與前汽缸間散熱。
（4）保（bǎo）留原座架結構，球麵墊圈改為平墊鐵，前貓爪加（jiā）裝兩（liǎng）路冷卻水。
（5）如技術條件允許，前軸瓦改造為可傾瓦（wǎ）可抵消一部分揚度變化帶來的影響。
4 結語
2011年12月（yuè），1#機組進行大修改造後連續運（yùn）行139天（tiān）停機（jī）解體檢查前軸瓦完好，未出現燒瓦、鎢金磨損、裂紋、脫胎等（děng）缺陷或故障（zhàng），運行負荷20MW、抽汽150t/h工況下，前軸瓦溫度78℃～80℃，滿足了整機安全、可靠、長周期運行要求，機組安全性將得到較（jiào）大提（tí）高，消除了機組前軸瓦經常脫胎、磨損這一重大安全隱患，減少（shǎo）機組故（gù）障停機次數，其安全和長周期運行經濟效益可觀。
（1）保證了1#汽輪機組滿負荷運行，機組按年平均兩次發生軸瓦故障停機檢修計算，每年少（shǎo）發電20×7×24×2=672萬KW·h，少供汽150×7×24×2=50400t/h（不包括因軸瓦缺陷造成（chéng）機組無法滿負荷運行所帶（dài）來的經濟損失）。
（2）能夠大大降（jiàng）低檢修維護量和勞動強度，每年節（jiē）約檢修材料費用近10萬元。
（3）能夠延長機組檢（jiǎn）修周期兩年以上。
參考文（wén）獻
[1] 汽輪機設備檢修技術[M].北京（jīng）：水利電力出版社，1995.
來源：《中國高（gāo）新技術企業》2013年第2期
