1000MW超超临界汽轮机轴承可倾瓦烧瓦及改造V3.doc

1000MW超超临界汽轮机轴承可倾瓦烧瓦及改造Burnout & Modification of tilting bearing pad for 1000MW ultra super-critical turbine bearing单宏威,张敏,张丹（浙江省火电建设公司，杭州市，310016）摘 要 通过对华能海门电厂#1机组汽轮机冲转期间发生的可倾瓦烧瓦案例，分析了可倾瓦烧瓦原因以及解决方案，总结了超超临界百万机组汽轮机冲转、调试、运行过程中可倾瓦产生瓦温、振动的影响因素，为以后同类型汽轮机安装、调试、运行提供借鉴作用。 关键词 1000MW； 超超临界； 汽轮机； 冲转； 可倾瓦； 改造Abstract Based on the tilting bearing pad burnout occurred during the initial rotation of the turbine, Unit #1, Huanen Haimen Power Plant, we analyzed the cause of the bearing pad burnout and the solution, summarized the main factors which cause titling bearing pad abnormal temperature and vibration during the initial rotation, commissioning, running of the 1000MW ultra -super-critical parameter unit, offers the effect for reference for installing, commissioning and running of the turbine of the same type afterwards.Keyword 1000MW；ultra -super-critical parameter unit； turbine； initial rotation； tilting bearing pad；modification1 引言华能海门电厂一期工程建设规模2*1000MW机组，其中汽轮机由东方汽轮机厂引进日立技术后首台国产化机组，型号为N1036-25.0/600/600型超超临界、单轴、四缸四排汽、一次中间再热单背压凝汽式汽轮机。汽轮发电机组轴系中每一根转子均由两个轴承支承。高中压缸1#4#轴承采用自对中性能较好的可倾瓦轴承，低压缸5#8#轴承采用椭圆瓦轴承。可倾瓦轴承采用6瓦块结构，对称布置。椭圆轴承为单侧进油，上瓦开槽结构。轴承合金结合面采用燕尾槽结构。轴承安装时要进行轴承转动扭矩测量，使之符合有关标准定。推力轴承位于中压缸与低压缸（A）之间，采用倾斜平面式双推力盘结构。这种结构的推力轴承是由沿圆周方向的10条油槽将推力瓦面分割为10个瓦块形成，每一瓦块沿圆周方向是倾斜的，同时，其倾斜角又随半径变化，内径处倾角大，外径处倾角小，以保证瓦块内外径处的润滑油流量均衡。轴承数据见表1。表1 汽轮机轴承数据 单位：mm轴承号1#2#3#4#5#6#7#8#轴 颈406.4508.0533.4533.4558.8558.8558.8584.2轴承型式可倾瓦椭圆瓦2 机组轴承安装及运行情况2.1轴承安装数据华能汕头海门电厂#1机组汽轮机轴系找中最终数据见表2。表2 轴系安装找中最终数据 单位：mm高中中低低低低发设计值实测值设计值实测值设计值实测值设计值实测值高低差高偏高0.14高偏高0.135A偏高0.75A偏高0.74B偏高0.04B偏高0.04低偏高0.23低偏高0.24左右差0.00 高偏左-0.0050.00 A偏左0.0050B偏左0.000.00 0.00 上开口0.00 -0.0120.00 0.020.25 0.240.02 0.02左开口0.00 0.0140.00 -0.010.00 -0.0020.00 0.00 备注：中心合格后，靠背轮连接前低压A转子扬度:#5轴颈处0.15，#6轴颈处0.17高中压缸1#4#轴承可倾瓦顶隙数据（均在设计范围内，但偏上限）见表3。 表3 高中压缸1#4#轴承可倾瓦顶隙数据 单位：mm#1#2#3#4顶隙设计值0.470.620.570.720.590.740.590.74实测值0.620.660.730.742.2 可倾瓦烧瓦情况（1） 2009年4月18日，在低速惰走过程中出现2#轴承瓦温突升，最高达到149，#3、#4轴承瓦温也伴随有升高。根据两次起停转速曲线是做阀门严密性实验时的升降曲线，由#2瓦温度与转速关系曲线看，在两次降速滑停过程中均发生了瓦温突升：第一次滑停时在388r/min下，#2瓦温度突升至108，时间大约3min；第二次滑停时在584r/min下，#2瓦温度突升至84；在转速下降到381r/min时，#2瓦温度突升至149，时间大约6min。（2）在对可倾瓦增加顶轴油管路后，6月2日再次启动冲转，6月4日因磨煤机故障机组跳闸，机组惰走至0转速，因盘车手动投不上，转子完全静止8分钟后直接冲转，冲转至1686rpm，因3#、7#、8#振动大停机至0转速。再次冲转至3000转，稳约20分钟后，#3、4瓦振动突升约70um，而后缓慢上升。因振动大而停机惰走过程中，3#轴承瓦温低速下出现瓦温突升。3 瓦温突升分析及处理3.1 可倾瓦烧瓦特点：（1）瓦温突升情况发生在机组惰走至300r/min附近，此时油膜已经失效；（2）瓦温突升情况在#2、#3、#4瓦同时开始，由于#2瓦比压最大，情况最严重；（3）瓦温突升后维持几分钟后，均快速下降。3.2 问题分析通过轴瓦翻瓦检查情况以及烧瓦的特点分析，造成原因是低转速下（500r/min以下）油膜失效后，轴颈与瓦块乌金之间发生了刚性接触摩擦，造成轴瓦磨损，瓦块巴氏合金夹渣、脱壳，轴颈拉毛。根据现场的情况以及以往经历，造成这种现象的原因有：（1）油质中存在颗粒造成乌金受损。在进行机组冲转启动前，润滑油油质化验报告为NAS7级，而且同时发生在#2、#3、#4瓦上特点分析，油质中存在颗粒的可能性被排除。（2）底部可倾瓦块进油不足，瓦块的径向曲率半径太小，造成瓦块润滑油的进油通道小，进油不足或断油。宁德电厂也出现过此类情况，根据翻瓦检查情况，瓦块磨损情况与宁德电厂情况不一致，根据现场瓦块磨损、脱壳看，增加瓦块径向曲率半径不能根本解决。3.3 措施根据现场顶轴油试验情况看，在顶轴油压力达到19Mpa（设计支管压力最大为16.7Mpa），#5轴颈顶起高度为0.005mm，没有达到设计要求值0.030.05mm，而#1#4轴瓦没有顶轴油，造成烧瓦。经过现场翻瓦检查情况和分析，厂家提出了对#1#4可倾瓦轴承增加顶轴油的处理意见，将#2轴承润滑油管路节流孔板从27增加到30，同时在2#轴承下半正下方主要承载瓦的进油侧增加了1个DN25的进油孔，以补充正下方瓦块的冷却油的进油量，又在正下方瓦块的出油侧增加了2个排油孔，以便热油能迅速排放。4 振动和瓦温异常分析及处理4.1 振动和瓦温异常特点#1机组因磨煤机故障机组跳闸后，出现了振动和瓦温异常情况，进而翻瓦检查发现#3轴瓦乌金巴氏合金夹渣、脱壳，轴颈拉毛。其过程变化情况以及振动分析来看，主要有以下特点：(1)因盘车未投上，在转子热态情况下直接冲转，至1686rpm3#、7#、8#振动超标。其振动产生的原因在于转子热弯曲而引起，根据厂家运行启动要求，在机组停机后，应投盘车6小时候方可启动。(2)在机组停机投盘车后再次冲转，定速后20分钟左右振动突升。根据振动仪频谱反应情况，振动大产生原因主要是半频振动突升造成通频振动大，同时根据轴心轨迹来看，轴心也发生了大的变化。根据频谱分析可以断定，振动产生的原因在于油膜涡动而引起。(3)在机组惰走过程中又出现了瓦温突升现象，而此次出现瓦温突升的只有#3轴瓦，顶轴油系统显示#3顶轴油管压力从10.2Mpa降至9.2Mpa。4.2 问题分析（1）产生振动大的原因肯定在于油膜涡动，而产生油膜涡动主要有：轴承标高；轴瓦顶隙；油温；瓦块卡涩造成，根据安装情况来看，造成此次振动的原因在于轴瓦顶隙(安装是轴瓦顶隙实测数据偏上限)，瓦块卡涩。（2）#3轴瓦瓦温在惰走过程突升以及#3轴瓦顶轴油压降低1Mpa现象看，怀疑#3轴瓦与顶轴油管连接处接头发生渗漏，经内窥镜检查发现接头处未发生渗漏现象。停机后翻瓦发现，#3、#4轴瓦最低部瓦块存在卡涩现象。瓦温突升及顶轴油压力降低的原因在于瓦块卡涩。4.3 措施根据翻瓦检查情况，针对造成瓦块卡涩可能，对卡块进行了以下处理：（10）将3#、4#轴承全部瓦块两侧的挂环按图1加工去掉30mm，加工部位表面粗糙度12.5，加工后锐边倒圆。 图1 可倾瓦瓦块挂环加工图(2)为减少顶轴油管的对瓦块的约束，重新布置3#、4#轴承顶轴油管时，应使油管的转弯不得小于4个，尽量提高油管的挠性。管道安装时，各接头应拧紧，防止漏油。(3)对3#、4#轴瓦套内孔各锐边倒圆R0.5。(4)调整3#、4#顶隙，在3#、4#轴承正上方瓦块加不锈钢垫片0.08mm，在3#、4#轴承上半左右两个瓦块加不锈钢垫片0.06mm。(5)将3#和4#轴承的进油节流孔板由30（mm）增大至33.5（mm）。5 结语华能海门电厂#1机组汽轮机可倾瓦烧瓦、振动超标的原因主