（国家电投河南电力有限公司平顶山发电分公司 河南省平顶山市 467312）
摘要：针对哈汽1000MW汽轮机在启动或者停机过程中，由于转速低，轴瓦油膜建立不好，易出现碾瓦情况，进行了原因分析，采取了技术措施和技术改造，取得了明显的效果。通过长时间的运行，彻底解决了低速碾瓦问题。
关键词：1000MW；汽轮机；低速碾瓦；可倾瓦
0 引言
本文结合鲁阳电厂#1机组汽轮机可倾瓦发生的碾瓦情况，介绍了该现象发生的过程，分析其出现的内在原因，阐述了避免类似情况发生的具体措施，对其它类似机组具有一定的借鉴意义。
1 设备简介
本机组为哈尔滨汽轮机厂有限公司与日本东芝公司采取合作设计、联合制造的方式共同研制的带有48英寸（1219.2mm）钢制末级叶片的1000MW超超临界机组。汽轮机由高、中压缸和低压缸A、B四个汽缸组成。汽轮发电机组轴系共11个支持轴承 、1个推力轴承，其中#1～#4轴承均为双向可倾瓦，其它除推力轴承外均为椭圆轴承，#1、#3轴承之间设推力轴承，推力轴承为金丝巴里型，布置如下图。
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2 低速碾瓦情况介绍
2017年3月31日#1机停机过程中发生汽轮机#2、#3轴承温突升，停机后对其进行翻瓦检查，发现#2磨损严重、#3轴承磨损较轻，已经对#2、#3轴承进行了修复。
10月05日#1机停机打闸后，机组惰走过程中，运行人员采取了防止轴瓦碾瓦措施，但#2瓦温度仍出现不正常升高情况，转速降至780rpm时，瓦温开始升高，共波动5次，其中转速在275 rpm时，两个温度测点分别达到126.5℃/122℃，#2瓦可能出现了碾瓦情况。本次停机转子惰走时间为44分钟，比以往惰走时间短10分钟左右，在整个惰走过程中，就地检查各顶轴油压均正常；与上次停机过程共惰走51分钟相比，从额定转速到#2瓦温度上升对应的转速780rpm，两次停机均用时18分钟，从780 rpm到零转速，本次惰走时间明显缩短，说明#2瓦出现碾瓦对转子惰走起到明显制动作用。
3 原因分析
低速碾瓦是一种润滑失效现象,是轴承油膜的承载能力急剧降低乃至润滑油膜完全丧失承载能力。低速碾瓦的特征是粘着磨损,与摩擦副的材料、表面粗椭度润滑洲膜的温度效应等有关。
3.1润滑油粘度不足
粘度是油品流动性的一种表征,反映了液体分子在运动过程中相互作用的强弱,流体料度大,作用强,流动难。流体的粘度明显受环境温度的影响,这种影响也是通过分子间的相互作用来实施的,温度升,流体体积膨胀、分子间距离拉远,相互作用减弱，粘度下降；温度降低，流体体积缩小, 分子间距离缩短,互作用加强,粘度上升。
3.2荷载过重
根据雷诺方程得到的轴承油膜压力与膜厚的二次方成反比，也就是说,随者轴承载荷的加大,膜厚下降，油膜压力迅速增大，导致轴承承载力增大子。当考虑油温影响时,膜厚除了对承载力的影响外，膜厚下降会增大油膜内部切应变率，从而导至油温增加。润滑油温回升显著降低润滑油粘度，由于油膜压力与润滑油粘度低成正比，粘度下降又会导致承载力下降。当轴承的承载力大于油膜承载力时，油膜稳定，当轴承载力小于油膜承载力时，降发生润滑油失效，轴承碾瓦。
3.3油膜厚度不足
轴承最小油膜厚度与摩擦副的相对粗糙度的比值称为膜厚比,发生碾瓦时的膜厚比称为临界膜厚比。摩擦副材料与润滑油的吸附性能对临界膜厚比有很大影响,如果摩擦副材料与润滑油的吸附性能较差,吸附膜的厚度将大大减低,使膜厚比低于临界膜厚比,使瓦块的损伤更容易发生摩擦副表面越粗糙,膜厚比越小,就越容易发生磨损机组在启动、停机阶段,总历一个动压润滑油膜没有有效建立的阶段叫在这一阶段,动压润滑油膜的厚度小于两摩擦副表面粗糙峰的高度，轴承处于吸附膜润滑的边界滑状态。在边界润滑状态下,轴承的摩擦性能不仅对轴承的载荷,滑动速度敏感外,摩擦副材料的性能、硬度、润滑油的极性及清洁度对轴的工作状态都有影响。由于停机或者盘车情况下汽轮机转速低，转子与轴瓦作用下靠的非常近，形成边界摩擦或者干摩擦，将使轴瓦温度急剧上升，极易造成轴瓦磨损，轴瓦烧坏。
3.4汽轮机转速影响
邀请了某电科院、某技术中心、哈汽研究院等单位相关专家召开了#1机组低速碾瓦专题讨论会，得出了以下结论：机组在运行期间#2、#3轴承瓦温和回油温度不高，判断#2、#3轴承在运行期间荷载不重，油膜形成良好；低速和盘车状态下可能发生轴颈与轴瓦摩擦。
4 防止低速碾瓦的措施
4．1汽机启动、停机（包括机组跳闸）过程，应随着转速的下降，逐渐降低润滑油温，防止低转速时油膜建立不良。随着汽机转速的变化，逐渐调整润滑油温至对应值，1500rpm时油温降至35℃，转速到零时油温降至27℃，盘车投入后油温逐渐降至23℃，盘车时应严密监视轴瓦温升情况，温升应小于5℃（和盘车投入前相比）。
4.2打闸后，交流油泵联启的同时，手动启动直流润滑油泵，整个惰走期间，保持两台润滑油泵运行，提高润滑油压，增加轴瓦进油量。为保证#5/6/7/8/9/10各轴瓦顶轴油压正常，惰走过程中保持A/B两台顶轴油泵运行。
4.3机组降负荷过程中，逐渐降低凝汽器真空，打闸前，机组真空降至-88～-90KPa左右。汽机转速降至1450rp时，停运真空泵，开启真空破坏门，破坏机组真空。汽机冲转前，检查真空在-88～-90kPa，并且真空稳定后进行冲转。
4.4汽机盘车过程中，应派专人监视各轴瓦顶轴油压，如果发现异常，及时通知检修人员，根据架设百分表显示的顶起高度进行调整；冲转时，0～400rpm，升速率为300r/min，400 rpm以上，升速率恢复正常值，避免低速碾瓦；在惰走过程中，如果出现顶轴油压异常，且轴瓦温度异常升高，要立即破坏真空紧急停机。
4.5 机组停运后，揭开#2、#3轴承压盖，翻瓦检查，降低#2、#3瓦轴承标高，同时加大轴瓦进油节流孔直径，对拉毛的轴颈用砂皮打磨抛光处理。
5 运行效果
针对#1机#2、#3轴承易发生低速碾瓦的问题，通过与某电科院、某技术中心、哈汽研究院等单位相关专家的讨论研究，进行了一系列的技术改造和运行方式的改变，在多次的启动和停止过程中，没有出现类似的故障现象，问题得到了彻底的解决。
6 结束语
轴承磨损在大型机组较为常见，在没有查出故障原因，并将其彻底解决前，这种故障将反复发生，多次检修也得不到解决，造成设备损坏，大量的人力物力的损失。通过对#1机组的低速碾瓦原理的分析，提出了切实有效的运行控制措施，有效的防止了1000MW超超临界汽轮机轴承低速碾瓦，对解决其它机组类似的问题具有重要的参考价值。
参考文献
[1]伍宙敏,滑动轴承顶轴油设计[J].热力透平，2013,42（2）：100-103
[2]韩景复，国产1000MW汽轮机低俗碾瓦问题探讨[J].广西电力，2010,33（4）：58-89
论文作者:李帅,刘嘉
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/12
标签：轴承论文; 油膜论文; 轴瓦论文; 机组论文; 转速论文; 汽轮机论文; 摩擦论文; 《电力设备》2018年第21期论文;