摘要：火力发电厂中，汽轮机发电机组是电厂主要设备，机组的振动水平是整个设备安全运行的重要前提。机组长期在剧烈振动下运行，容易导致机组发生永久的损伤，严重时引起毁机事故的发生。改善振动机组振动情况，让机组在安全的范围内运行，每个火力发电厂的要求。由于引起振动问题原因是一个多因素综合体，处理振动问题就是在众多因素中掌握最主要因素，针对主要因素进行处理，达到改良机组振动性能的目的。出现振动问题时，进行准确的故障诊断显得尤为重要。
关键词：低压缸；轴瓦；振动；
某公司低压缸轴瓦选用四瓦块可倾瓦，因轴瓦顶部间隙、轴瓦紧力调整不合理、轴瓦垫铁接触不良、轴承负载不均等原因，造成轴瓦振动异常、上瓦块进油边角落有钨金损坏。通过合理调整轴瓦顶部间隙、轴瓦紧力；研刮垫铁、调整轴承载荷等措施，避免了低压缸轴瓦振动异常及钨金损坏现象的发生。
一、概述
某公司安装有某汽轮机厂生产的超临界CLN600-24.2/566/566汽轮发电机组四台。低压缸轴瓦是由四个键支撑的具有自位功能的可倾瓦，支持销定位，位于瓦块中心的调整垫块与支持销的球面相接触，作为可倾瓦块的摆动支点。轴承瓦块在工作时可以随转速、载荷及轴承温度的不同而绕其球面支撑销摆动，在轴径四周形成多个油楔；轴承中分面上部瓦块、背面分别装有弹簧，从瓦块一端压迫瓦块，人为地建立油楔。轴承具有较高的稳定性，理论上可以完全避免油膜振荡的产生。另外，由于瓦块可以自由摆动增加了支撑柔性，还具有吸收转轴振动能量的能力，即具有很好的减振性。可倾瓦因其稳定性、承载力及功耗等性能方面优于其他形式轴瓦，而被大容量机组广泛采用。但我公司安装的低压缸轴瓦因轴瓦顶部间隙、轴瓦紧力调整不合理及轴瓦垫铁接触不良等原因，低压缸轴瓦振动大现象较常见，每次检修均发现低压缸轴瓦上瓦块进油边角落有钨金损坏现象。轴瓦振动异常必然危急轴系安全。
二、600WM火电机组低压缸轴瓦振动异常原因分析
1.轴瓦顶部间隙。轴瓦顶部间隙影响轴承的稳定性。顶部间隙越小，轴瓦稳定性越高。但出于轴瓦安全性考虑轴瓦间隙一般按照制造厂设计值进行调整，上半瓦块和轴颈的间隙（下半瓦块接触轴颈）为[C=（0.002×轴颈直径D）-0.005]，间隙的公差为±0.05mm。制造厂给出调整值为0.97mm至1.07mm之间为合格范围。某公司机组检修时，低压缸轴瓦顶部间隙严格按照制造厂给定标准进行调整（如表1），
表1 轴瓦顶部间隙及振动测量表
机组启动并网后轴瓦振动逐渐增大，轴振无明显变化。通过变润滑油温度、增加主机排烟风机出口门开度等方法，轴承振动变化不明显。运行期间强行加大轴瓦瓦振螺栓紧力，轴瓦振动略有降低，启动顶轴油泵后观察轴瓦振动明显降低。分析原因可能为轴瓦顶部间隙不合理造成。顶轴油泵启动后轴系抬起量升高，一定程度上减少轴瓦顶部间隙。使得油膜振荡现象消失。机组按照设计值调整顶部间隙后下次检修周期解体轴瓦发现轴瓦瓦块存在不同程度的损坏现象。机组#5瓦振动异常表现较明显，解体发现轴瓦顶隙已达1.25mm。09年#4机组C级检修时轴瓦顶部间隙按照0.85mm至0.90mm进行调整，2012年09月轴瓦检查未见钨金损坏现象。
2.轴瓦安装紧力。某公司机组按照制造厂要求，轴瓦紧力调整过程中遵循以下原则：用垫片装配底部的垫块，使垫块与轴承箱相接触。调整垫片厚度使得垫块与轴承箱之间的间隙为0--0.05mm，在顶部的垫块处加垫片，以使这些垫块和轴承箱上半之间有0.075mm的过盈量。历次检修过程中轴瓦紧力调整均严格按照制造厂要求进行，调整后轴瓦紧力符合要求，回装过程中为防止轴承箱中分面渗油，中分面处涂抹密封胶（587密封胶），但机组启动后轴瓦振动略大，强行紧固瓦枕螺栓后振动逐渐减小。经研究分析轴瓦振动异常原因为轴承稳定性差。某次检修过程中解体轴承箱发现轴承箱中分面密封胶厚度约0.15mm，经折算后轴瓦紧力-0.075mm，轴承箱未压紧轴瓦，造成轴承失稳，引起机组轴瓦振动异常。
3.轴瓦接触情况。轴瓦接触情况包括轴瓦与瓦枕接触情况、轴瓦瓦块与轴颈接触情况，常规检修过程中注重下瓦枕接触是否满足75%/cm2，忽略轴瓦上瓦枕接触情况检查，轴瓦回装过程中，检查轴承箱紧力时采用压铅丝方法，若上瓦枕接触情况差，未能满足要求。轴承箱紧力值必然存在偏差，轴承箱盖未能完全压紧轴瓦，及时下瓦枕100%接触，也会导致轴瓦失稳。引起轴承的异常振动。轴瓦与轴颈接触情况一般采用，轴颈下部涂抹红丹油，检查轴瓦钨金与轴颈沿下瓦全长的接触面75%以上并且分布均匀无偏斜。若轴颈与轴瓦接触面积较小且存在偏斜等现象，机组运行期间可能导致单个轴瓦前后负荷不均匀及产生油膜振荡等现象。
4.轴承静态标高及轴承负载。汽轮发电机组安装轴系安装时，是在转子不旋转的状态下，按制造厂家提供的挠曲度曲线和规范、级内汽封间隙，调整轴承中心位置找正。但在机组运行过程中，由于机组的热变形，转子在油膜中浮起，以及真空度变化、地基不均匀下沉等因素的影响。在机组正常运行时，汽缸、转子及轴承等温度较高，机组轴承的负载重新分配，特别低压缸轴承受温度及真空度温度影响较大，在真空作用下，低压缸轴瓦内侧下沉，导致轴瓦前后受力不均，产生前后温差。个别轴承过载或负荷偏低，产生油膜振荡或其他异常振动。
5.轴承瓦块钨金铸造工艺。目前轴瓦钨金普遍采用离心式浇铸，产生气泡、脱胎、偏析、夹渣现象较少。但轴瓦钨金与轴瓦胎体接触面浇铸过程中容易产生细微裂纹等现象，部分制造厂未对轴瓦的上述缺陷进行彻底处理[3]。仅用錾削方法錾削结合面等处脱胎、裂纹，使得轴瓦整体检查、检验合格。轴瓦的机械伤痕、疲劳点蚀、腐蚀和气蚀都可能使得油膜振荡。引起轴瓦振动异常。
三、轴瓦振动异常预防及处理措施
1.消除轴电流。轴电流的存在，导致轴瓦与瓦枕接触面发生电流腐蚀，特别是上瓦瓦枕受轴电流腐蚀情况较严重，轴电流腐蚀严重影响瓦枕的接触情况。检修回装过程中，重点检查轴电流接地情况，如轴电流未消除，瓦枕接触面腐蚀，易引起轴瓦异常振动。
2.轴瓦顶部间隙重新调整。可倾瓦顶隙通过拉紧轴瓦瓦块，使用深度千分尺测量，轴瓦顶部间隙值应为轴瓦45°深度千分尺测量显示数据。轴瓦顶部间隙0.80mm-0.85mm调整，已经过实际验证，不影响轴瓦的正常运行。轴瓦顶隙轴瓦顶部间隙越小，轴瓦的稳定性越好，按照新标准调整轴瓦顶部间隙，降低轴瓦振动。避免油膜振荡、轴瓦瓦块钨金损坏等现象的发生。
3.轴承负载合理分配。机组检修后，启动顶轴油泵，百分表测量各轴瓦处轴顶起高度。顶起高度应与顶轴油压成正比，并且顶起高度应为一条平滑曲线。
4.轴瓦瓦块探伤、保持油质合格。轴瓦瓦块备件需经过严格金属检验合格后方可使用，重点检查轴瓦钨金与胎体接触边缘处时候脱胎、裂纹。油系统油质应按规程要求定期进行化验，油质劣化及时处理。在油质及清洁度超标的情况下，严禁机组起动。
总之，汽轮机低压缸轴瓦振动异常，严重威胁机组的安全运行。探究合理的轴瓦顶部间隙值，保证轴瓦紧力及上、下瓦枕的接触情况满足要求，轴承负载的合理分配及轴电流的消除能够保证轴瓦振动在优秀值范围内。
参考文献
[1]张世超.刘丽华，朱志鹏，等，大型汽轮机轴承支撑刚度研究.2016.
[2]陈展萍.周新华，浅谈600WM火电机组低压缸轴瓦振动异常分析及处理.2017.
论文作者:杨立斌
论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/22
标签：轴瓦论文; 瓦块论文; 机组论文; 轴承论文; 间隙论文; 轴颈论文; 低压论文; 《电力设备》2018年第15期论文;