摘　要：汽輪機橢圓軸承在運行期間常存在軸承溫度偏高的問題，對軸承承載區結構的分析發現設計負（fù）載下的軸承（chéng）金屬溫度偏高，主要是由於軸承承載區的相對側隙較小，導致潤滑油流量偏小。通過適當提高該區域的進（jìn）油流量，可（kě）使軸承的金屬溫度明顯降（jiàng）低。
關鍵詞：汽輪機；軸承；溫升（shēng）；對策
一、引言
軸承是汽輪機本體的重要組成部（bù）分，種類和型式很多，主要用來確定轉（zhuǎn）子（zǐ）在汽缸中的正確位置並承受轉子的全部靜載荷和（hé）動載荷。軸承工作運行（háng）參數用軸承振動、軸瓦振動（dòng）、軸承金（jīn）屬溫度和回油溫度等參（cān）數衡量（liàng），這些軸承的參數關係到機組的安全（quán）可靠性。
1、軸承金屬（shǔ）溫度偏高原因
1.1溫度測點誤報
電廠的事故分析首先要確認各測點的測定值是否準確，在確認不是測點誤報後才能進（jìn）一步（bù）分（fèn）析問題發生的原因。
軸承金屬溫（wēn）度測點（diǎn）因安裝在軸承內，不易取出，難以觀察（chá）損壞情況（kuàng）。但軸承金屬溫度（dù）的高（gāo）低對汽輪（lún）機的正常（cháng）運行非（fēi）常重要，因此在軸承金屬溫度測點（diǎn）處一般均安裝了雙（shuāng）支熱（rè）電偶。如果軸承金屬溫度發生變化，則相應（yīng）的雙支熱電偶溫度數（shù）值應該同向變化（huà），並且相差很小，所以從雙支熱（rè）電偶的2個測定值就能判斷是否屬於溫（wēn）度測點誤報。
1.2潤滑油溫升高
潤滑油（yóu）在軸承中的作用除了形（xíng）成油楔外，還同（tóng）時用於軸承冷卻，即（jí）潤滑油在循環過程中不斷帶走軸承摩（mó）擦所產生的熱量，從而保持軸承溫度穩定（dìng），因而潤滑油溫（wēn）度的升高會在一定程度上減弱潤滑油冷卻作（zuò）用，使得軸承金屬溫度升高。而潤滑油溫度的升高會顯著降低潤滑油黏度，降低軸承中潤滑（huá）油油楔剛度和厚度，導致油膜（mó）承載力減小，Z終可能會發生油（yóu）楔破裂。一旦油楔（xiē）發（fā）生破裂，將產生所謂的混合摩擦，軸承金（jīn）屬溫度立刻（kè）上升（shēng），嚴重時會（huì）發（fā）生咬合現象。
1.3潤滑油油質差
如果潤滑油（yóu）中（zhōng）混有雜質就可能（néng）影響油膜的正常形成，而且（qiě）雜質顆粒還會（huì）劃傷金屬表麵（miàn），發生（shēng）所謂的磨粒磨損，而磨粒磨損是滑動軸承Z常見的失效形（xíng）式。在動壓軸承中，線狀傷（shāng）痕往往會引起潤滑油泄漏，破壞油膜，降低軸承承載能力。雜質對軸承的影響取決於雜質顆粒的大小。
1.4球麵銷或墊片卡澀
可傾瓦軸承背（bèi）部有一個球麵銷，裝配時會配上相應的（de）墊片。設置球麵銷目的是為（wéi）了應對軸承（chéng）運行條件的變化，通過調（diào）整油楔讓軸承具有自動對中功能，增強軸承的穩定性（xìng）。如果球麵銷或墊片出現（xiàn）問（wèn）題，可傾瓦會卡澀，將造成軸承下半部可（kě）傾瓦載荷分配不均勻、局部載荷偏高、潤滑油油楔厚度降低等，導致軸承和軸頸（jǐng）混合摩（mó）擦，軸承金屬（shǔ）溫度升高（gāo）。
1.5頂軸（zhóu）油係統故（gù）障
汽輪機啟動過程中因轉速未達到（dào）一定數值，無法形（xíng）成壓力（lì）油楔，軸承尚不能支承軸頸，因而規定在轉速低於1200r/min時必須開啟頂軸油泵以托起軸頸。同樣汽輪機停機後，若轉速低於1200r/min，必須自動開啟（qǐ）頂（dǐng）軸油（yóu）泵，以防軸頸和軸承間的直接摩擦。為節省投資，部分電廠（chǎng）因高中壓(合)缸相比低壓缸較（jiào）輕，其頂軸油係統未設置高中壓缸（gāng）軸承的（de）頂軸油，運行過程（chéng）中（zhōng）均（jun1）相繼出現低速碾瓦現（xiàn）象，而（ér）對高中壓缸進行（háng）頂軸油改造後（hòu）都不再出現此現象。
1.6汽輪機臨界轉速
汽輪機處在（zài）過臨界轉速(一般都是一階臨界轉速，因為二階臨界（jiè）轉速（sù）已經超過3000r/min以上)時會導致振動顯著增大。如果此時軸承潤滑（huá）油楔建立不好，有可能會因振動增大而導致磨瓦。
2、影響軸承溫度偏高（gāo）的因素（sù）分析
2.1軸承溫度與潤滑油溫（wēn）升的關係
軸承運行時的（de）總進油量主要由承載區流量、非承載區流（liú）量、供油槽附加流量3個部分組成。非承載區（qū）流量和供油槽附加流量主要對軸頸和軸瓦的非承載區（qū）進（jìn）行冷卻；承載區流量主要對軸頸、軸承承載部位起潤滑和（hé）冷卻作用。軸承承載區的潤滑油溫升主要與其流量、功耗有關，承（chéng）載區的潤滑油溫升大小與軸承溫升直接（jiē）相關，承載區的（de）潤滑油溫升越（yuè）高（gāo），軸承溫升也（yě）越高。
2.2軸承進油區及承載區結構
對於橢圓軸（zhóu）承，軸承的進油（yóu）區截麵積與軸承（chéng）的相對側隙直接相關。橢圓軸承的相對（duì）側（cè）隙一般為0.2％，相對頂（dǐng）隙為0.15％。由於進油管口直徑（jìng）大於回油管口直徑，在軸承左側形成一個壓力相對穩定（dìng）的進油區B，潤滑油在轉子摩擦力（lì）的（de）作用下向承載區A流動；其中有部分潤滑油在該過程中通過轉（zhuǎn）子與軸承的側隙流出軸承，其（qí）餘潤滑油進入承載區A，對軸承底部承（chéng）載區起主要潤滑和冷卻作用（yòng）。
3、汽輪（lún）機（jī）軸承金屬溫度偏高的（de）對策
3.1運行方麵
加強機組啟停、正常運行（háng）期間主機振動、軸承金（jīn）屬溫度、供回油溫度、油膜壓力等參數的監視和記錄，尤其要做好油膜壓力的巡視、檢查和參數分析工作。設（shè）置典型機組工況參數（shù），定（dìng）期對比分析；尤（yóu）其重視汽輪機調速汽門控製方式優化，既考慮軸承載荷又（yòu）要考慮轉子穩定性。
3.2檢（jiǎn）修工藝（yì）
汽輪機軸承（chéng）檢修後軸承載荷、各部（bù）間隙、進（jìn）油流量、接觸麵積、軸承緊力、軸係揚度、軸承標高等符合檢修工藝規程。尤其是軸承（chéng）承載力按照設計負荷進行分配，軸承重（chóng）載比軸承輕（qīng）載，抗汽流激（jī）振性能強，提（tí）高軸承（chéng）的穩（wěn）定性。機組Ａ級檢修時，應將頂軸油（yóu）管檢查列入標（biāo）準檢查項目，發現缺（quē）陷，及（jí）時處理。頂軸油管采用液壓軟管的，宜（yí）在Ａ級檢修時進行（háng）更換。頂軸油管采用不鏽鋼管的，機組Ａ級檢修時，應重點對焊口（kǒu）進（jìn）行著色檢驗。
3.3設計方麵（miàn）
落實能源局（jú）頒布的二十五項反措（cuò）要（yào）求汽輪機潤滑油係統設置主油箱油位低保護。新建汽輪機安裝技術協議要求頂軸油管采用（yòng）不鏽鋼管，且必須安裝逆止閥，安（ān）裝（zhuāng）前對頂軸油管要進（jìn）行金屬檢驗。汽輪機選（xuǎn）型與製造廠商榷，采（cǎi）用噴嘴調節的汽輪機高壓轉子宜采用可承受水平力的可傾瓦軸承。
4、軸承溫度（dù）高的處理措施及效果（guǒ）
將軸承進油區設計出（chū）一個附加進油區，附加進油區深度0.30mm、長度250mm、寬度比進油區寬度小40mm。沿該區域(D區域)修刮出一個拋物曲線麵（miàn）進油油囊，增加承（chéng）載區進油（yóu）量（liàng），而不增加非承載區的泄漏量。處理後（hòu）的軸承進油區D區（qū）域相對側隙（xì）增（zēng）加31.58％(保持軸承的端泄漏量不變)，理論上（shàng）可以使（shǐ）潤滑油溫升降低1.66K。經過實際運行驗證，軸承的溫（wēn）升降低更為明顯。軸承（chéng）在經過增加相對側隙後，8號軸承溫度在（zài）各個（gè）工況的溫度比處理前降低4.8～7.1K、軸承溫升率降低9.78％～11.46％(以潤滑油進入進油區溫度50℃為基礎)。
由於軸承的寬徑固定，繼續增加附加進油區的（de）深度（dù）對軸承溫度的降低效（xiào）果會（huì）越來越不明顯，且增（zēng）加軸承的相對側隙會降低轉子的失穩角（jiǎo）速度（dù），影響轉子（zǐ）的運行可靠（kào）性。8號軸承的相（xiàng）對側隙由0.314％增加到0.3925％，其轉子（zǐ）的失（shī）穩角速度會由725.73S1降低到（dào）639.14S，失（shī）穩轉速由6930.17r/min降低到6103.36r/min，雖然其校（xiào）核轉速仍然為2.034，高於要求值1.25，軸承運行的安全係數還（hái）是會（huì）有一定（dìng）程度的降低。增加附加進油區深度的處理方式主要在軸承相對側隙較小的狀況下使用效果較好，但必須保證轉子的校核（hé）轉速高於要求值。
三、結束語
當汽輪機橢圓軸承出現軸（zhóu）承溫（wēn）度偏（piān）高的主要原因是軸承進油側相對側隙偏小導致軸承承載區潤滑油流量較小，處理時建議參考以（yǐ）下方式：
(1)如相鄰軸承之間的（de）跨度較小，可以采用調整軸承標高的方法降低軸承運行溫度。
(2)軸承（chéng）標高調整的條件受（shòu）限時且在保證軸承校核轉速可靠的前（qián）提下，可以采（cǎi）取將軸承下（xià）半部分的進油區部位增加軸承的局部相對側隙，保證軸承端泄漏量不增加時可以對軸承內的承載區和非承載區用油量進行重（chóng）新分配，增加軸（zhóu）承承載區進油量，可以（yǐ）比較有效地降（jiàng）低軸承運行（háng）溫度。