华能沁北电厂三期工程#6机组#5#6轴瓦温度超标原因分析及处理

杜荷桃 裴军辉

摘要：华能沁北电厂#6机组在七次启动期间，出现#5和#6轴瓦金属温度升高，造成打闸停机。现场进行多次原因分析和处理，最终找到原因并且处理，确保#6机组顺利移交生产。

关键词：华能沁北电厂启动#5、#6轴瓦 温度升高原因分析处理

中图分类号： TM6文献标识码： A

1、工程概述

华能沁北电厂三期建设两台1000MW国产超超临界燃煤发电机组，汽轮机主机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司与日本东芝公司联合设计、制造的CCLN1000-25/600/600型超超临界凝汽式汽轮机，汽轮机相关参数如表1所示：

表1汽轮机相关参数

编号 项目 单位 数据

1 机组型式 超超临界、一次中间再热、四缸、四排汽、单轴、凝汽式

2 THA工况 MW 1000

3 额定主蒸汽压力 MPa 25

4 额定主蒸汽温度 ℃ 600

5 额定再热蒸汽进口温度 ℃ 600

主蒸汽额定进汽量 t/h 约2740

额定排汽压力 MPa 0.0049

配汽方式 喷嘴调节

额定转速 r/min 3000

给水回热级数（高加＋除氧＋低加） 8 (3+1+4)

低压末级叶片长度 mm 1219.2

通流级数 48

高压缸 级 II+9

中压缸 级 2×7

低压缸 级 4×6

低压缸末级叶片数据

低压缸末级叶片长度 mm 1219.2

低压缸末级叶片环形面积 m2 11.87

机组外型尺寸（长、宽、高） m 40×10.1×7.5

启动方式 高中压联合启动

变压运行负荷范围 ％ 30～90

汽轮机本体重量 t 1,482

哈尔滨电机厂生产的QFSN-1000-2型发电机，发电机为三相交流隐极式同步发电机。本期工程由西北电力设计院设计， #6机组由河南第二火电建设公司负责安装。

汽轮机的高、中、低压转子全部为整锻式转子，各段之间均采用刚性联轴器连接。每个转子都有两个轴承支撑，其中高中压转子的四个支持轴承分别位于前轴承箱、2＃轴承箱、3＃轴承箱内，这三个轴承箱直接落在基础台板上，推力轴承位于2＃和3＃支持轴承之间。低压转子的四个支持轴承分别位于低压缸两端的轴承座内，这四个轴承座与低压外缸下半焊接成一体并与低压外缸一起坐落在底部台板上。

支承简图如图1所示：

图1

其中高中压转子支持轴承（#1~#4轴承）因负荷较轻，设计为双面可倾瓦结构，右侧中分面进油，左侧中分面回油，无顶轴油系统；低压转子A/B支持轴承（#5~#8轴承）因负荷较重，设计为椭圆瓦结构，设计顶轴油系统。转子之间以刚性联轴器连接，各转子两端支承在轴承上，在重力作用下中部自然向下弯曲，整个轴系形成一条圆滑过渡的曲线，以免联轴器和轴颈产生额外的挠度变形，在运行中引起交变应力和振动。汽轮机轴系挠度曲线如图2所示：

图2

2012年9月7日#6机组开始进行整套启动试运，在机组几次启动过程均存在Ⅰ低压缸5#、6#轴瓦超温造成机组打闸停机情况，停机翻瓦检查分析原因并处理后，确保机组正常运行。

2、启动现象

2.1轴瓦温度异常升高现象

2012年9月8日，#6机组主汽轮机首次冲转，冲转至400r/min后打闸进行磨检正常，盘车30分钟后再次冲转至800r/min后，低速暖机30min，期间轴系振动、胀差、绝对膨胀、润滑油温、润滑油压、轴瓦金属温度等各项指标均正常，低压缸真空值-84kpa，各低压缸排汽温度在52℃～54℃。转速冲至1200r/min左右，#6轴瓦金属温度两测点之一迅速攀升，温升率0.1℃/s，最高达到86℃，稳定并开始缓慢下降。此时#5轴瓦金属温度两测点之一开始攀升，温升率0.1℃/s左右，9月9日03:13定速3000r/min。，#5轴瓦金属温度达95℃，仍然按温升率0.1℃/s持续上升，#6轴瓦金属温度降到82℃后又出现缓慢上升，当#5轴瓦金属温度升到97℃时，温升率不减，打闸停机，停机下降到800r/min过程中，#5瓦金属温度最高上升到103.5℃，#6轴瓦金属温度最高升到104.7℃。#5、6瓦温升高情况见图3。

图 3

一小时后，再次启机冲转至3000r/min定速时，#5轴瓦瓦金属温度91℃，#5瓦金属温度随时间变化持续攀升达到95℃，仍然持续上升，打闸停机。#5、6瓦温升高情况见图4。

图 4

2.2 #4、5、8、10轴振动情况

#6机组刚定速3000r/min时，各轴瓦振动基本正常，但因#5、6轴瓦温度爬升较快，定速5分钟左右，#6机组即打闸停机。各瓦振动数据实测值见表2。

表2振动实测值（通频） 单位：m

时间 测点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

3:11 X 50 38 29 74 37 36 26 58 18 57

Y 36 60 38 90 76 15 61 95 56 81

5:30 X 41 31 29 56 32 21 28 48 15 53

Y 35 40 27 76 51 15 55 85 47 76

根据以上数据，轴承振动基本正常，后期通过动平衡配重进行了解决。但是，以后的几次启动，#5、#6轴瓦温度均存在异常升高，温度超过报警设计值和打闸设计温度值，现场均打闸停机进行原因分析和处理。

3、原因分析

3.1、#5、#6轴瓦轴承室为非落地式结构（即未坐落在低压缸基础台板上，而是坐落在低压缸上），因汽缸本身刚性不足，在温度变化和真空的不同工况下发生变形，直接导致轴承室前后方向水平偏差过大，导致#5、#6轴瓦与轴颈接触情况发生变化。

3.1.1核查安装记录，复查瓦套内侧面与瓦体外球面间隙是否合格，设计要求0.05～0.11mm。

3.1.2接触情况良好情况下，上瓦套与瓦体立销孔在轴向方向上间隙小，从而造成瓦与轴沿轴向方向向前自位能力减弱，不能在360°方向自由调整，将油膜破坏。

3.1.3 #5－#6瓦下球面接触不良，不符合厂家图纸要求。

3.2、#5－#6瓦各进、排油孔有可能发生截流现象。

根据上述分析，决定揭#5、6轴瓦进行检查，并检查#5、6轴瓦进排油情况。

检查情况

4.1 打开#5、#6轴瓦后，检查轴瓦情况如下图5和图6

图 5#5轴瓦下瓦钨金磨损情况

图 6#6轴瓦下瓦钨金磨损情况

4.2 校核轴瓦进、排油孔尺寸，符合图纸要求，不存在节流现象。

4.3检查发现上瓦防转销孔与销子之间配合间隙偏小，有挤靠痕迹。

4.4复查轴瓦安装记录与现场实际测量记录一致，涂红丹粉检查瓦枕下部五块调整垫块接触情况均匀良好，接触面积达到75%以上，且均匀分布。如图7

图 7#5轴瓦下瓦枕垫块接触检查情况

4.5在自由状态下将轴瓦与瓦枕上下半组合后装配在一起整体检查，轴瓦上半能在瓦枕内自由活动，水平方向发现内外球面存在卡涩现象，致使下瓦体不能自由活动，由于现场没有设备进行下一步检查和处理，#5和#6轴瓦拉回厂内进一步检查后得出结论：下半瓦枕变形，致使水平方向，凸凹球面过盈0.05，即轴瓦套和轴瓦发生水平收口变形，造成球自位能力下降，造成5号和6号瓦温高真实原因为凸凹球过盈，所以把球过盈恢复到原设计值，基本上可以消除瓦温高的现象。

采取处理措施

5.1将#5、#6轴瓦下瓦钨金磨黑磨亮处进行刮研，经过质检和监理检查验收。

5.2将#5、#6轴瓦上瓦销孔扩大3mm，见图6。

图8#5、6轴瓦上瓦销孔扩大情况

5.3将#5、#6轴瓦下瓦体水平面外球面车掉0.10mm，保证下瓦体球面与瓦枕内球面有0.05mm间隙，确保轴瓦瓦体在瓦套内能够自由活动。

6、取得效果和结论

#6机组#5和#6轴瓦返回现场后进行回装，2013年11月15日机组冲至3000r/min，#5和#6轴瓦温度均在正常范围，2013年12月8日一次通过168小时试运行，机组顺利移交生产。

参 考 文 献

沁北电厂#6机组整套启动期间会议纪要

关于沁北电厂三期工程#6机组瓦温高情况汇报