一、可傾瓦軸承結構及工作原理
可傾瓦軸承由五塊弧形瓦塊組成,上半軸承為3塊可傾瓦,下半軸承為二塊可傾瓦,瓦塊在支點上可以自由傾斜,瓦塊在工作時可自由擺動,在軸頸四周形成多油楔。軸承的潤滑油由軸承底部的來油口進入軸承外殼環(huán)形通道。潤滑油再從環(huán)形通道經(jīng)5個油孔進入軸承瓦塊,潤滑油沿軸頸分布,并從軸頸兩端排出,完成冷卻潤滑作用。
二、可傾瓦軸承溫度升高的現(xiàn)象
在機組啟動升速過程中,可傾瓦軸承溫度升高緩慢,定速后可傾瓦軸承溫度達到78℃,機組滿負荷運行后,可傾瓦軸承溫達到85℃左右,回油溫度56℃,隨著機組運行時間增長,可傾瓦軸承溫度逐漸升高,平均每天增加1℃左右,最高達到92℃且有繼續(xù)升高的趨勢,可傾瓦軸承回油溫度達到65℃,較其他軸承回油平均溫度54℃偏高。查看機組運行參數(shù),軸承進油壓力和溫度正常,其他軸承溫度均在標準范圍內,只有可傾瓦軸承瓦溫及回油溫度偏高,現(xiàn)場檢查中發(fā)現(xiàn),中壓后軸封管道與可傾瓦軸承箱基礎貼緊,保溫層厚度薄,基礎表面溫度檢測,最高達到170℃。
三、可傾瓦軸承溫度高的原因分析
1、可排除的影響因素
(1)軸承在安裝過程中,均進行了滲透、超聲等相關檢查,結果符合安裝要求,排除軸瓦本身存在的烏金脫胎、損傷等缺陷的影響因素。
(2)軸系找中心及軸承安裝經(jīng)過多道測量和驗收,均符合安裝要求,可排除此因素影響。
(3)其他軸承溫度均正常,只有可傾瓦軸承溫度升高,因此排除油溫、油壓、油質等影響。
(4)現(xiàn)場檢測排除測溫元件誤差影響。
2、可造成可傾瓦軸承溫度高的原因
(1)中壓后軸封漏汽的影響:本型汽輪機采用高中壓合缸結構,轉子長度縮短,軸承距離中壓后軸封很近,運行中受中壓后軸封的漏汽量和熱輻射影響較大。
(2)軸承載荷分配不均。雖然對輪找中心時中壓對輪中心已經(jīng)低于低壓對輪中心0.30mm,即預留了設計值的上限高差,但是機組投運后可傾瓦軸承溫度仍然偏高,說明可傾瓦軸承實際載荷過重,油膜容易破裂而產(chǎn)生軸瓦和軸頸局部干磨擦,使軸承溫度升高。
(3)汽缸熱量輻射影響:瓦軸承箱距離中壓缸很近,中壓缸后部的保溫施工,受空間和位置限制,保溫質量不好,造成可傾瓦軸承箱和軸承被汽缸熱量輻射,使可傾瓦軸承溫升高。
(4)中壓后汽封供汽管道設計和安裝不合理,其垂直管段與可傾瓦軸承箱基礎之間距離很小,管道保溫層與基礎貼緊,保溫層厚度不足,保溫效果差,局部塞入的保溫材料影響空氣流通散熱,機組運行中,可傾瓦軸承箱基礎側壁溫度達170℃,致使基礎受熱膨脹,可傾瓦軸承箱緩慢上抬,增加了可傾瓦軸承的載荷,造成可傾瓦軸承溫度持續(xù)升高。
(5)潤滑油量影響:軸承潤滑油具有潤滑和冷卻的功能,如果軸承進油通道狹窄,就會發(fā)生進油量不足或排油不暢的情況,導致軸承溫度升高。
四、處理措施及效果
通過運行數(shù)據(jù)分析及現(xiàn)場調查,結合機組特點,解決可傾瓦軸承溫度升高的措施如下:
1、提高可傾瓦軸承箱及基礎的隔熱保溫措施
檢查中壓缸后部、中壓后軸封及中壓軸封供汽管道等原有保溫層,對存在缺損、縫隙大及偏薄的保溫層重新進行規(guī)范的保溫,在中壓后軸封供汽管道與中軸承箱基礎之間插入15mm厚復合隔熱板并固定牢靠,汽缸及軸封的保溫層與可傾瓦軸承箱之間留有30mm左右間隙,便于空氣流通將熱量及時帶走,建立有效的隔熱保溫措施。
2、提高可傾瓦軸承換熱效果
擴大可傾瓦軸承進油節(jié)流孔直徑2mm,修刮可傾瓦軸承瓦塊烏金的進、出油斜邊,減小潤滑油流通阻力,從而增加了可傾瓦軸承潤滑油冷卻流量,提高了可傾瓦軸承換熱效果。
3、適當調整可傾瓦軸承標高,重新對軸承進行載荷分配
針對可傾瓦軸承溫度高的問題,綜合考慮轉子揚度、汽封間隙、油擋間隙及檢修工程量等因素,決定重新進行軸承載荷分配,降低2#軸承瓦枕墊鐵0.05mm~0.08mm,由此減輕了可傾瓦軸承的載荷。
4、研磨可傾瓦軸承墊鐵,確保墊鐵接觸符合軸承檢修工藝要求
可傾瓦軸承載荷分配調整墊鐵時,必須保證墊鐵與軸承座洼窩的接觸點達到墊鐵總面積的75%以上,且接觸點分布均勻,對于有來油孔的墊鐵,油孔周圍接觸點必須嚴密,避免潤滑油外泄。復查軸與軸瓦各部間隙和軸承緊力,符合相關規(guī)范要求。
經(jīng)過上述處理,機組投運滿負荷后,可傾瓦軸承溫度穩(wěn)定在76℃左右,#3軸承溫度與修前相比略有增加,但是仍然符合運行標準,同時其他軸承各項參數(shù)也都正常。通過軸承修前修后參數(shù)的對比,說明了調整軸承載荷是處理軸承溫度的重要手段。
結論
軸承是汽輪機的重要部件,其工作狀態(tài)的好壞直接影響機組的安全穩(wěn)定運行,本文通過可傾瓦軸承溫度升高的案例分析,找到了可傾瓦軸承瓦溫升高的原因,實施了加強中軸承箱及基礎的保溫隔熱措施、重新調整軸系載荷分配、加強軸承換熱等措施,成功解決了汽輪機可傾瓦軸承溫度升高的問題,對同類型機組解決軸承溫度高的問題具有一定的參考價值。