浙江银驰轴承科技有限公司

上汽300MW机组轴承温度异常分析

2017-10-19

李树锋
(安徽皖能电力运营检修有限公司)
  一、事件经过
  修前概况
  2017年3月17日,我厂#4机大机直流油泵、轴加风机定期试验切换后,出现#1轴承#2温度测点异常升高现象,Z高温度达103℃,先前正常运行温度为78~85℃,经过制定专项运行措施调整控制后,该轴承测点运行温度稳定在84~94℃。鉴于上述情况,专业在2017年上半年#4机C修中聘请合肥电厂专业人员对#4机#1轴承进行检修,工作内容为:#4机#1轴承翻瓦检查修理(必要时换瓦)、油档调整(含热控配合及相关辅助工程)。
  修后机组启动#1轴承运行情况
  2017年7月16日机组冷态启动。
  转速冲转至3000rpm,1瓦温为:左79℃、右82℃,
  负荷100MW1瓦温为:左80℃、右83℃,
  负荷200MW1瓦温为:左72℃、右91℃,
  负荷300MW1瓦温为:左74℃、右85℃,
  期间瓦温Z高至:左82.7℃、右97℃,负荷为273MW,
  注:(左为左下半瓦块,右为右下半瓦块)
  2、原因分析
  轴承结构及工作原理
  #1轴承为可倾瓦块式支持轴承,主要由支架、轴承壳体、油封环和4块浇有巴氏合金的钢制瓦块组成。轴承下半部分的2块瓦内装有热电偶,用以测量瓦块合金的温度,热电偶引线经油封体下部的2个螺孔引出。轴承润滑油由轴承四周的4个金属软管进入,从轴颈两端排出。轴承两侧均装有油封环,防止润滑油大量泄漏。瓦块工作时可随着转速、载荷及油温的变化而自由摆动,在轴颈四周形成多油楔,保持运行中有较高的稳定性。
图1 #1轴承主要零部件
  轴承温度升高的原因
  综合分析故障现象与参数记录数据,认为#1轴承温升故障的原因可能有:
  (1)轴承瓦块温度测点损坏,显示轴承温度高是虚假信号。
  (2)下半瓦块的球面垫销磨损,瓦块自位性差,引起轴承单边承力较大,乌金面偏磨,造成轴承温度升高。
  (3)瓦块的温度测点由瓦块背面打孔插入到瓦块内部,通过弹簧力顶在乌金面上来测量瓦块金属温度。乌金面厚度仅有2~3mm,机组长时间运行后温度测点与轴承乌金接触处磨损逐渐变薄,温度测点在弹簧力作用下,造成轴承乌金面开裂,导致轴承温度升高。
  (4)轴承瓦块乌金局部脱落,造成润滑油膜刚性下降,载荷不均,导致该瓦块温度升高。
  (5)润滑油中杂质颗粒进入轴承,造成瓦块乌金碾压划伤,导致瓦温升高。
  (6)机组长期运行后,#1、#2轴承的负荷分配变化及轴系中心变化均可引起轴承温升异常。
  (7)轴承进油管道脱落或堵塞,供油不足,导致瓦温升高。
  (8)轴承处轴径磨损、拉毛,轴径椭圆度、锥度超标,造成润滑油膜刚性下降,载荷不均,导致该瓦块温度升高。
  (9)轴承上半瓦块与轴径间隙(顶隙)超标、轴承瓦枕紧力超标,引起轴瓦温度超标。
  (10)轴承壳体拉瓦螺丝孔未安装堵头,同时轴承瓦枕无紧力,润滑油会从壳体与瓦枕之间外泄,供油不足,导致瓦温升高。
  解体检修发现的问题
  2017年6月2日至5日,合肥电厂专业人员对#1轴承进行了翻瓦检修,检修过程中发现了以下缺陷:
  (1)右侧瓦温线接口螺孔松脱,已联系热控装复,热控专业已对瓦温线进行校核。
  (2)#1轴承4个进油管接头均有松动现象,已检查紧固,其中右侧进油管接头处金属软管变形损坏(内衬管未破损),已更换。
  (3)#1轴承上下半四个瓦块轻微磨痕,已修刮。
  (4)下半瓦块2处温度测点安装部位的乌金面凹陷较深,未处理(检修期间合肥电厂检修负责人王军及其检修人员对此缺陷不了解、不认可或隐瞒不报),建议对乌金面凹陷部位挖补,并对#2瓦翻瓦检查,技术部未采纳。
  (5)轴承箱内磁棒脏污严重,已清理。
  (6)轴承处轴径轻度磨损,现场不具备处理条件,需要机组B修、A修期间进行处理。
  (7)机组安装期间,轴承壳体拉瓦螺丝孔未安装堵头,微量润滑油会从壳体与瓦枕之间外泄(壳体与瓦枕之间有紧力),修后已安装堵头。
  轴承温度升高的原因
  (1)#1轴承4个进油管接头均有松动,少量供油从接头处泄漏;右侧进油管接头处金属软管变形,对右侧进油形成节流。以上2个原因引起供油异常,油膜刚性下降,载荷不均,导致瓦温升高。
  (2)轴承箱内磁棒脏污严重,说明润滑油中有杂质颗粒进入轴承,#1轴承上下半四个瓦块出现轻微磨痕,油膜刚性下降,载荷不均,导致瓦温升高。
  (3)轴承处轴径轻度磨损,造成润滑油膜刚性下降,载荷不均,导致该瓦块温度升高。
  (4)机组安装期间,轴承壳体拉瓦螺丝孔未安装堵头,微量润滑油会从壳体与瓦枕之间外泄(壳体与瓦枕之间有紧力),供油不足,导致瓦温升高。
  (5)瓦温测点处乌金凹陷较深,由于#1瓦金属温测点部位的乌金面较薄,当此点乌金温度较高时,在润滑油膜压力的作用下,该部位会承受较大的挤压力,造成温度测点部位乌金出现较深凹陷或开裂的现象,油膜刚性下降,载荷不均,导致瓦温升高。
  三、防范措施
  由于影响#1轴承瓦温的因素较多,机组长期运行后,轴径的磨损(椭圆度、锥度超标)、#1、#2轴承的负荷分配变化及轴系中心变化均可引起瓦温异常,需要机组B修、A修期间进行检查。本次C修已处理了供油金属软管变形及接头松动的缺陷,以及轴承壳体拉瓦螺丝孔未安装堵头的缺陷,消除了供油异常对瓦温的影响。
  鉴于本人曾参与的大唐贵州发耳电厂、贵州纳雍发电总厂一厂、二厂及内蒙古京泰电厂的四台同厂家的机组大修工程中均发现了同样的问题(瓦块乌金面出现较深凹陷或开裂)并进行了处理,是为此缺陷在上汽机组中存在共性。
  建议在2017年下半年的计划检修中聘请专业队伍消除此缺陷,并进行如下处理:
  1、打磨挖补补焊瓦块温度测点部位,着色检查乌金无裂纹、气孔、夹渣等缺陷,然后修刮研磨瓦块乌金面,保证瓦块与轴颈的接触面积和角度。
  2、仔细检查下半2瓦块的球面垫销磨损情况,必要时更换,防止产生瓦块自位性差的现象。
  3、联系热控专业,对2根瓦温线进行更换。
  附一、修前修后数据记录(单位:mm)
  1、#1瓦紧力:
  修前紧力0.09,修后紧力0.09
  2、#1瓦上半瓦块与轴径间隙(顶隙):
  修前:左0.46、右0.34
  修后:左0.52、右0.62
  3、#1瓦浮动油封环径向间隙:
  修前:调端上下0.65、左右0.50,电端上下0.45、左右0.35
  修后:调端上下0.65、左右0.52,电端上下0.60、左右0.50
  4、前箱外油档间隙:
  修前:左0.40、右0.35、下0.15、上0.65
  修后:左0.40、右0.35、下0.15、上0.65
(来源:汽机人)