汽轮机轴瓦损坏分析及预防措施

汽轮机轴瓦损坏分析及预防措施一.汽轮机轴承故障汽轮机轴承分为支持轴承（又叫主轴承）和推力轴承两种。

支持轴承是用来承受转子的质量和保持转子转动中心与汽缸中心一致，也就是使转子与汽缸、汽封与隔板等静止部分之间保持一定的径向间隙。

推力轴承是用来承受转子的轴向推力和固定转子在汽缸中的相对位置，也就是使叶片与喷嘴之间，轴封的动静部分之间以及叶轮和隔板之间保持一定的轴向间隙，在汽轮机运转时，就可保证汽轮机内部动静部件之间不致互相碰撞损坏。

汽轮机转子是以3000rpm高速旋转，为了减小转子轴颈与轴承之间的摩擦和保证安全，必须向轴承连续不断地供给压力、温度合乎要求的润滑油。

一方面是为了润滑轴承，在轴与轴瓦之间及推力盘与推力瓦之间形成油膜，以避免金属间直接接触，防止轴与轴瓦磨损甚至烧毁；另一方面也是为了冷却轴承，以带走由汽轮机内传到轴颈上的热量和轴承工作时产生的热量，避免轴承内温度过高而发生乌金熔化。

由此可见，支持轴承和推力轴承是保证机组安全运行的重要部件，而轴承油膜的稳定性又是保证支持轴承和推力轴承安全运行的重要条件。

二. 轴瓦烧损的事故现象（1）轴承轴瓦乌金温度、润滑油回油温度明显升高，一旦油膜破坏，机组振动增大，轴瓦冒烟，严重时轴瓦损坏，大轴抱死。

（2）汽轮机轴向位移增大，若超过规程规定值，轴向位移保护或推力瓦磨损保护动作，连锁脱扣汽轮机。

（3）机组振动加剧，严重时伴随有不正常的响声，噪声增大。

三. 汽轮机轴瓦损坏的主要原因1、在正常运行或启停过程中，由于轴承润滑油油压低、突然中断或油品质恶化，使轴承油膜无法建立或破坏，导致轴瓦损坏。

2、在正常运行或启停过程中，由于轴承内有杂物轴系中心偏移等原因引起转轴与轴瓦之间产生动静摩擦，造成轴瓦损坏。

造成上述原因主要有以下几个方面：（1）润滑油压过低，油流量减小，轴承内油温将升高，使油的黏度下降，油膜承受的载荷能力也随之降低，于是润滑油将从轴承中挤出，引起油膜不稳定或破坏。

原因有：主油泵外壳与齿轮相磨损，使油泵轴向及幅向间隙增大，因而油泵输出油量减小；带动主油泵的传动部件磨损，使主油泵转速下降；油系统逆止门不严密，部分油从辅助油泵倒回入油箱；各轴承的压力进油管及连接法兰漏油等。

（2）润滑油系统油泵的自动联锁装置设计、安装不合理或运行中未将保护投入。

当事故停机时不能正常联动，造成断油，引起轴瓦损坏。

如：某厂2005年3月份在试运青汽产的C50-8.83/1.27型机组时，在第一次试运过程中，因主油泵与电动油泵之间一控制止回阀的油管路设计不合理，在机组达到3000转/分，停电动油泵时，主油泵的出口止回阀没有打开，导致润滑油系统油压不足，造成4＃轴瓦损坏。

（2）新安装或大修后的汽轮机在安装时漏装部件，在运行时，轴承发生偏转，造成轴瓦损坏。

如：某厂一台武汽产12MW汽轮机在一次大修后运行6个月发生轴瓦损坏，经解体检查发现2＃轴承在大修时顶部一固定轴瓦、防止其转动的限位销漏装，运行日久轴瓦顶部紧力变小，因振动使轴瓦产生转动，底部进油孔偏移，导致2#瓦断油损坏，另因油短路，造成系统润滑油压降低，使推力轴承和1＃轴承形不成油膜而损坏。

（3）主油泵故障，主油泵或射油器出口逆止门关不来或未关，造成润滑油低于规定值，导致机组发生断油烧瓦。

如1999年12月某厂一台300MW 可以机组在紧急打闸停机过程中，由于主油泵不参加工作，射油器出口逆止门未关，交流油泵供出的油通过射油器出口逆止门及射油器返回油箱，造成润滑油压下降到29Kpa以下，机组发生断油烧瓦。

（4）润滑油系统的切换操作，如切换冷油器、过滤器以及启动满速停用电动油泵等，未认真执行操作票制度，切换过程中由于操作不当或监护不严，造成断油，引起轴瓦损坏。

（5）油系统阀门的安装不符合标准，如阀门水平安装，当门杆断裂或阀芯脱落时，造成断油，引起轴瓦损坏。

（6）油质不良，油质不良包括两个方面：一方面是润滑油本身油质劣化，使油的特性（黏附性和黏度）改变和油内生成有机酸沉淀物；另一方面是润滑油不清洁，油中有砂粒和杂质带入轴承内。

此两方面原因均会使油膜破坏。

润滑油中有水，润滑油中有水会使轴承油膜破坏。

润滑油中水的来源主要是：装在油箱上的汽动油泵盘根漏汽，轴端轴封间隙过大，漏汽窜入轴承中，流经冷油器的冷却水压力若大于油压，则当铜管漏泄时，冷却水将漏入油中。

（7）润滑油系统的测量仪表不准确，使运行人员判断失误，造成断油，引起轴瓦损坏。

（8）新安装或大修后的汽轮机在进行油系统清洗时，由于冲洗不彻底，使制造可安装、大修过程中遗留的铁屑或杂物在运行中被带入轴承，造成轴承摩擦，引起轴瓦损坏，如：2004年某厂一台新安装的30MW机组，由于在进行汽轮机油系统冲洗后，未彻底清理主油箱滤网内部遗留的铁屑，在机组投运后，铁屑被油带入轴承，引起轴瓦损坏。

（9）发电机或励磁机漏电，发电机或励磁机漏电会造成推力轴瓦的电腐蚀，从而降低轴承的承载能力，发生轴电流腐蚀时，轴瓦会失去光泽而发乌，同时还能在润滑油中找到乌金或青铜的细末。

危害较大的是交流电，当轴电流密度大于0.2A/cm2时，就会损坏轴瓦及推力盘；小于0.2A/cm2时，则仅使乌金发生电腐蚀现象。

四. 推力轴承烧瓦原因分析：转子轴向推力增大，推力轴承过负荷，使油膜破坏，推力瓦块乌金烧熔。

引起转子轴向推力增大的原因有以下几个方面：（1）汽轮机发生水冲击，由于含有大量水分的蒸汽进入汽轮机内，水珠冲击叶片使轴向推力增大，同时水珠在汽轮机内流动速度慢，堵塞蒸汽通路，在叶轮前后造成很大的压力差，使轴向推力增大。

（2）隔板轴封间隙增大，由于不正确地启动汽轮机或机组发生强烈振动，将隔板轴封的梳齿磨损，间隙增大，漏汽增加，于是使叶轮前后压力差增加，致使轴向推力增大。

（3）动叶片结垢，蒸汽品质不良，含有较多的盐时，会使动叶片结垢。

动叶片结垢后，蒸汽流通面积缩小，引起动叶片前后的蒸汽压力差增大，因而增大了转子的轴向推力。

（4）新蒸汽温度急剧下降，新蒸汽温度急剧下降，转子温度也跟着降低，于是转子的收缩量大于汽缸的收缩量，致使推力轴承的负荷增加。

（5）汽轮机超负荷运行，汽轮机超负荷运行时，蒸汽流量增加，会使轴向推力增大。

五. 防止轴瓦烧损的措施一旦发生轴瓦烧损事故，可能造成轴瓦乌金烧熔、转子轴颈损坏并将造成汽轮机动静部分发生接触摩擦，严重时汽轮机设备损坏。

二十五项反措中防止汽轮机轴瓦损坏的规定：1 防止汽轮机轴瓦损坏1.1 汽轮机的辅助油泵及其自起动装置，应按运行规程要求定期进行试验，保证处于良好的备用状态。

机组起动前辅助油泵必须处于联动状态。

机组正常停机前，应进行辅助油泵的全容量起动、联锁试验。

1.2 油系统进行切换操作（如冷油器、辅助油泵、滤网等)时，应在指定人员的监护下按操作规程票顺序缓慢进行操作，操作中严密监视润滑油压的变化，严防切换操作过程中断油。

1.3 机组起动、停机和运行中要严密监视推力瓦、轴瓦钨金温度和回油温度。

当温度超过标准要求时，应按规程规定的要求果断处理。

1.4 在机组起停止过程中应按制造厂规定的转速停起顶轴油泵。

1.5 在运行中发生了可能引起轴瓦损坏（如水冲击、瞬时断油等)的异常情况下，应在确认轴瓦未损坏之后，方可重新起动。

1.6 油位计、油压表、油温表及相关的信号装置，必须按规程要求装设齐全、指示正确，并定期进行校验。

1.7 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。

1.8 应避免机组在振动不合格的情况下运行。

1.9 润滑油压低时应能正确、可靠的联动交流、直流润滑油泵。

为确保防止在油泵联动过程中瞬间断油的可能，要求当润滑油压降至0.08MPa时报警，降至0.07～0.075MPa时联动交流润滑油泵，降至0.06～0.07MPa时联动直流润滑油泵，并停机投盘车，降至0.03MPa时停盘车。

1.10 直流润滑油泵的直流电流电源系统应有足够的容量，其各级熔断器应合理配置，防止故障时熔断器熔断使直流润滑油泵失去电源。

1.11 交流润滑油泵电源的接触器，应采取低电压延时释放措施，同时要保证自投装置动作可靠。

1.12 油系统严禁使用铸铁阀门，各阀门不得水平安装。

主要阀门应挂有“禁止操作”警示牌。

润滑油压管道原则上不宜装设滤网，若装设滤网，必须有防止滤网堵塞和破损的措施。

1.13 安装和检修时要彻底清理油系统杂物，并严防检修中遗留杂物堵塞管道。

1.14 检修中应注意主油泵出口逆止门的状态，防止停机过程中断油。

1.15 严格执行运行、检修规程，严防轴瓦断油。

1.16 单机容量在100MW及以上的单元机组，对于锅炉灭火后不联跳汽轮机的机组，应设置汽包水位高保护联跳汽轮机组，并同时设置防止汽轮机进水保护装置。

1.17 加强运行操作管理，停机后应确认高压旁路减温水门关闭严密，旁路管疏水打开，以防止因减温水泄漏，造成汽轮机进水。

1.18 加强对抽汽逆止门的检修和试验，防止因抽汽逆止门关闭不严造成向汽轮机返水。

2. 实施重点2.1 控制好缸温差，防止出现大轴热弯曲。

2.2 当机组停机后给水泵运行时，应注意防止高排减温水泄漏经过高排返回高压缸。

2.3 必须建立完善的转子技术台帐。

2.4 根据起动条件严格控制机组起动，尤其因振动异常造成停机后，必须查明造成振动异常的原因并采取有效的防范措施，连续盘车不少于4h才允许再次起动，严禁盲目起动。

根据上述反事故措施，调试运行过程中预防措施：1、机组调试、试运和验收工作时，必须对机组的主保护、自动装置、重要仪表给予高度重视，严格把关，对重要保护以及自动装置尚未投入或不完整的，不准启动，不予验收。

2、调试专业技术人员要全面审核图纸和设备变更情况，查核各种保护是否完备，各自动装置是否可靠，各定值是否准确，一旦发现隐患，立即消除，防患未然。

3、汽轮机的辅助油泵及其自启动装置，按运行规程定期进行试验，保证处于良好的备用状态。

机组起动前辅助油泵必须处于联运状态，机组正常停机前，进行辅助油泵的全容量起动、联锁试验。

4、调试过程中涉及润滑油系统的切换操作，如切换冷油器、过滤器以及启动满速后停用油泵等，均应相关人员监护下按操作票顺序缓慢进行，操作中同集控室运行人员保持密切联系，严密监视润滑油压变化，同时操作中必须事先对可能存有空气的设备、部件进行排气，严防切换操作过程中断油。

5、机组启动、停机运行中轴瓦钨金温度或回油温度（含推力瓦、密封瓦）达到规程规定的停机值时，应果断打闸停机。

6、停机时，应设专人监视润滑油压和轴瓦温度，按规定及时投入交、直流润滑油泵，运行人员必须熟悉交、直流油泵工作失常情况下的紧急处理方法。

7、直流润滑油泵、直流密封油泵的电源应可靠。

交流润滑油泵电源的接触器，应采取低电压延时释放措施，同时要保证自投装置动作可靠。