趙毅

摘? 要：分析某甲醇合成氣離心壓縮機(jī)組用高壓冷凝式汽輪機(jī)軸承瓦溫略高于技術(shù)協(xié)議要求原因，闡述了影響可傾瓦溫度的關(guān)鍵因素，并通過合理改善軸承的油隙、調(diào)整軸瓦的負(fù)荷分配、修刮可傾瓦的進(jìn)出油楔、擴(kuò)大進(jìn)油節(jié)流孔等手段，使改型機(jī)組3、4號(hào)軸瓦溫度有所降低。

一、問題的提出

杭汽T8124甲醇合成氣離心壓縮機(jī)組用高壓冷凝式汽輪機(jī)，轉(zhuǎn)向由進(jìn)汽端向出汽端看為順時(shí)針，最高連續(xù)轉(zhuǎn)速11104r/min，轉(zhuǎn)子重量約1.45T，軸承為可傾瓦式。軸瓦簡(jiǎn)介詳見附件“軸瓦簡(jiǎn)介” 。

該臺(tái)汽輪機(jī)在杭州汽輪機(jī)股份有限公司進(jìn)行空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，在完成暖機(jī)過程后，將冷油器出油溫度穩(wěn)定于45℃上下，緩慢啟動(dòng)至最高連續(xù)轉(zhuǎn)速（11104r/min），鉑熱電阻測(cè)出前承軸瓦兩點(diǎn)瓦溫較技術(shù)協(xié)議要求（低于80℃）略高，后軸承軸瓦兩點(diǎn)瓦溫則較技術(shù)協(xié)議要求（低于80℃）高出較大，尤其是受力側(cè)瓦溫最高達(dá)86℃，無(wú)增大趨勢(shì)。調(diào)整潤(rùn)滑油油溫于43℃左右時(shí)，瓦溫略有下降，但效果并不明顯，徘徊于85℃左右。停機(jī)翻瓦檢查，瓦塊無(wú)明顯劃痕，最終通過調(diào)整軸承的油隙、調(diào)配軸瓦的負(fù)荷分配、修刮可傾瓦的進(jìn)出油楔、擴(kuò)大進(jìn)油節(jié)流孔等手段，使機(jī)組3號(hào)軸瓦溫度有所降低。

二、機(jī)組軸系簡(jiǎn)介

本機(jī)組型號(hào)為HNK25/36，為兩缸單排汽型式。轉(zhuǎn)子總長(zhǎng)2299mm（無(wú)主油泵，含危急遮斷器），兩徑向軸承間跨距為1745mm，汽輪機(jī)與壓縮機(jī)間由膜片式聯(lián)軸器聯(lián)接。

在軸轉(zhuǎn)速上升時(shí)，軸逐漸浮起，油膜逐漸增厚，到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，油膜太厚不能支持軸，反而下沉，下沉后油膜又變薄，浮力增大，周而復(fù)始。這樣由于軸兩邊潤(rùn)滑油流量的差異，使軸中心以近于軸轉(zhuǎn)速一般的頻率渦動(dòng)。因轉(zhuǎn)子兩側(cè)油膜形成厚度不同，左側(cè)為主受力面，故左側(cè)軸瓦測(cè)點(diǎn)瓦溫略高于右側(cè)。

本機(jī)組共4個(gè)支持軸承，其中汽輪機(jī)部分有2個(gè)，前后各一，均為可傾瓦結(jié)構(gòu)。

三、瓦溫升高現(xiàn)象

機(jī)組啟動(dòng)升速過程中，瓦溫逐漸上升，尤其在7000r/min附近過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，瓦溫升高明顯，定速于最高連續(xù)轉(zhuǎn)速（11104r/min）時(shí)受力側(cè)瓦溫穩(wěn)定達(dá)到86℃左右，預(yù)計(jì)在現(xiàn)場(chǎng)帶負(fù)荷后還會(huì)有小幅升高趨勢(shì)，經(jīng)調(diào)整潤(rùn)滑油溫在43℃左右時(shí)，瓦溫略有下降，但始終徘徊于85℃。

四、當(dāng)時(shí)處理方式

結(jié)合杭汽總裝車間多年經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該4個(gè)測(cè)溫點(diǎn)溫度，杭汽認(rèn)為合格。但因與技術(shù)協(xié)議有所不符，依舊對(duì)此次瓦溫較技術(shù)協(xié)議偏高事件作出一定處理。處理方式如下：

1、瓦塊止動(dòng)頂絲長(zhǎng)度由設(shè)計(jì)值略微縮短，頂絲直徑減少，從而使可傾瓦塊適度滑動(dòng);

2、修刮可傾瓦塊的進(jìn)、出油斜邊及舌形油囊面，減小流通阻力，從而增加了潤(rùn)滑冷卻流量。

五、最終杭汽對(duì)瓦溫情況的判定

T8124汽輪機(jī)技術(shù)協(xié)議中對(duì)軸瓦溫度有一特別條款（技術(shù)協(xié)議第4- （3）-a條款“汽輪機(jī)軸瓦溫度正常運(yùn)行時(shí)用戶要求小于80℃”），雖該條款和杭汽常規(guī)設(shè)計(jì)規(guī)范差異較大。但杭汽在設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試時(shí)，要求盡力符合用戶要求。經(jīng)反復(fù)調(diào)整，目前在最大允許運(yùn)行的轉(zhuǎn)速11104r/min下（正常、額定轉(zhuǎn)速的1.05倍，即1.05X10575 r/min=11104r/min），除后徑向軸承上的一個(gè)測(cè)點(diǎn)為83.89℃，與用戶要求的數(shù)據(jù)略有差距外，其它測(cè)點(diǎn)均以調(diào)整到80℃以下。

杭汽對(duì)軸承運(yùn)行的常規(guī)要求是：瓦溫值達(dá)到105℃報(bào)警，115℃時(shí)要求停機(jī)，一般運(yùn)行時(shí)瓦溫控制在≤90℃。瓦溫調(diào)整并不是越低越好，因?yàn)檎{(diào)低瓦溫，需通過增大軸瓦與轉(zhuǎn)子軸徑的間隙，從而增加進(jìn)油量來(lái)實(shí)現(xiàn)，軸瓦軸徑間隙過大會(huì)影響到軸承穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)子振動(dòng)指標(biāo)，不利于機(jī)組安全運(yùn)行。所以杭汽在做調(diào)整時(shí)通常要兼顧轉(zhuǎn)子振動(dòng)和瓦溫兩個(gè)指標(biāo)。

鑒于上述原因，杭汽認(rèn)為目前工廠試驗(yàn)時(shí)的軸承狀態(tài)是合適的，其瓦溫是安全的，不適宜再做進(jìn)一步的調(diào)整。

六、瓦溫偏高原因分析

1.軸封漏汽的影響：該機(jī)組為中低壓分缸結(jié)構(gòu)，為縮短轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度，減少軸承數(shù)，將前后軸瓦分別布置在靠近蒸氣室和低壓缸排汽口處，軸承整體受汽缸、汽封的溫度和漏汽量影響，但該影響甚小。

2. 汽缸中心變化的影響：汽缸與臺(tái)板受熱膨脹上抬，由于此類型機(jī)組是下貓爪結(jié)構(gòu)，汽缸與臺(tái)板受熱膨脹上抬，直接導(dǎo)致汽缸中心的變化。

3. 缸熱量輻射影響：軸瓦軸承座處的缸體受位置限制，保溫效果不能保證，轉(zhuǎn)子熱量直接輻射軸瓦，導(dǎo)致溫度升高。

4.潤(rùn)滑油量影響：軸承潤(rùn)滑油有潤(rùn)滑和冷卻功能，如果軸瓦進(jìn)油量不足或排油不暢，就會(huì)導(dǎo)致軸瓦溫度偏高。

5.軸瓦油隙影響：對(duì)于動(dòng)壓式滑動(dòng)軸承，如果軸承負(fù)載過輕，軸承油膜過厚，油膜容易失穩(wěn)而發(fā)生油膜振蕩;如果軸承負(fù)荷過重，油膜容易破裂而產(chǎn)生軸瓦和軸頸局部干磨擦而使軸瓦溫度升高。為使軸承油膜不致過厚也不致過薄，即不發(fā)生油膜震蕩也不致軸瓦溫度過高，就必須找出油膜厚度與軸承負(fù)載等參數(shù)之間的關(guān)系。

期、處理建議

綜合以上分析，結(jié)合機(jī)組的實(shí)際情況，解決軸瓦溫度高的處理建議如下：

1.針對(duì)軸承巴氏合金溫度高的問題，最好的方法是重新進(jìn)行負(fù)荷分配，調(diào)整汽封間隙，但耗時(shí)耗力，一般不建議對(duì)已產(chǎn)成汽輪機(jī)進(jìn)行調(diào)整。

2.適當(dāng)調(diào)整后軸瓦標(biāo)高，重點(diǎn)考慮轉(zhuǎn)子揚(yáng)度、油擋間隙的限制，降低后軸瓦瓦枕墊和瓦塊墊（溫度高側(cè)），或抬高前軸瓦瓦枕墊和瓦塊墊（溫度低側(cè)）。這就減輕了后軸軸瓦的負(fù)載，同時(shí)也改善了因排汽缸變形而帶來(lái)的不利因素，即軸承下殼體上抬的不良影響。

3.建議瓦塊止動(dòng)頂絲長(zhǎng)度由設(shè)計(jì)值略微縮短，頂絲直徑減少，從而使可傾瓦塊適度滑動(dòng)。

4.修刮可傾瓦塊的進(jìn)、出油斜邊及舌形油囊面，減小流通阻力，從而增加了潤(rùn)滑冷卻流量。但是現(xiàn)在一般汽輪機(jī)出廠的軸瓦都不建議修刮巴氏合金面，原因是手工加工工藝地，會(huì)改變軸瓦原本的型線，破壞軸瓦運(yùn)行中油膜的形成，引起油膜震蕩。

5.擴(kuò)大軸瓦進(jìn)油節(jié)流孔直徑，減小冷卻油進(jìn)入瓦內(nèi)的阻力，適當(dāng)增加了軸瓦潤(rùn)滑、冷卻油量。

6.檢查瓦與軸頸的接觸面、軸與軸瓦各部間隙和軸承緊力，符合相關(guān)規(guī)范要求。

7.加強(qiáng)軸承座處缸體保溫和隔熱板厚度。