浙江银驰轴承科技有限公司

秦山第二核电厂扩建机组600MW汽轮机轴承油挡漏油分析及处理

2016-11-16

黄少华 杨秀敏
(中国核电运行管理有限公司)
  摘 要:首先介绍轴承挡油机理,然后对现场甩油缺陷进行研究分析,经过仔细、全面的分析Z终给出针对性的处理措施,Z后在现场进行了实施,Z终顺利解决了外油挡甩油的缺陷。
  关键词:汽轮机;轴承;外油挡;甩油;浮动油封;原理;分析;措施
  一、引言
  秦山第二核电厂扩建工程3、4号机组安装有两台600MW级核电汽轮机组,该机组由哈尔滨汽轮机厂有限责任公司与美国西屋公司联合设计、合作制造,是一台单轴、四缸六排汽带中间汽水分离再热器的反动凝汽式汽轮机,型号为HN650-6.41。
  每台机组由一个高压缸和三个基本相同的低压缸组成,高、低压缸均为对称布置,轴向推力自平衡,整个汽轮机轴系共有8个支撑轴承,其中高压缸的1、2号轴承为φ304.8mm的可倾瓦,3-8号轴承为φ508mm的可倾瓦,该机组是转速为3000RPM的全速机组,轴承润滑油选用的是美孚的DTE732无锌油。正常运行期间,该机组运行电功率670MW左右。
  自投产以来,两台汽轮机的3-8号支持轴承的轴承箱盖汽封侧(离支撑轴承比较近的一侧)都存在甩油、渗油的情况,这直接影响机组的安全及经济运行。为此,我们进行了多方面的分析、研究和调研,并经过多次尝试,Z终找出了甩油、渗油的症结,并且经过大修停机期间针对性的处理,Z后取得十分明显的效果。
  二、缺陷描述
  两台机组满功率运行时,大部分轴承的轴承箱盖外油挡存在甩油、渗油的现象,虽然漏油量不大,但是经过长时间运行,在轴承箱及其周围堆积较多的油,存在火灾的隐患,同时漏出的润滑油对周围的测振探头和线缆等也有影响,必须定期安排人力清理。
  漏油主要是从挡油板铜齿与转子轴颈之间的间隙中甩出的,由于漏油量不大,油会随着高速转子形成油雾或者四处飞溅的油线,也会顺着旋转方向沿外油挡铜齿流出。润滑油主要是从如图1所示的位置漏出的,见图1所示漏油位置。
  三、汽轮机轴瓦油挡结构简介
  汽轮机轴承润滑油挡油原理如图2所示。
  对于汽轮机的润滑油而言,当它形成油膜支承转子的任务完成后,需要回到主油箱进行冷却、过滤,但是由于油膜压力比较高、转子轴振等原因,它会往低压方向四处喷射、飞溅,为了保证润滑油能全部回主油箱,防止润滑油溅出轴承箱,主要由两道结构不同的油挡组成:
  道油挡是通过轴承两侧的浮动油挡来使大量的润滑油通过浮动油挡底部较大的回油孔回到轴承箱回油管,如图3、4所示。

  第二道油挡是由轴承箱盖外侧挡油环的四道铜齿密封和回油孔将从浮动油挡与轴颈之间的间隙漏出的少量润滑油全部挡在轴承箱内,如图5、6所示。以上是保证润滑油回油和轴承箱防漏油的主要原理。

  四、油挡漏油原因分析
  汽轮机3~8#轴承箱漏油的挡油板靠近轴承浮动油挡,经过分析漏油的主要有浮动油封环的漏油和轴承箱油烟两个来源,经过分析造成漏油的原因主要有以下几点:
  (1)浮动油挡径向间隙过大。从设计原理角度理解,润滑油进入轴瓦进行润滑和冷却后,通过轴瓦两侧的浮动油挡底部回油孔流回轴承箱,只有少量润滑油会沿转子流过浮动油挡,但如果浮动油挡径向间隙过大,过量的润滑油会从浮动油挡与转子轴颈之间的径向间隙喷出,而浮动油挡又紧靠轴承箱盖外油挡,部分油会直接冲到外油挡铜齿上,如果油量超过了的设计值,外油挡无法阻止过量润滑油,Z终导致在汽轮机转子高速运转下润滑油从外油挡甩出。
  (2)为了现场安装的需要,浮动油挡、浮动油挡壳体和轴承箱外油挡一般都是由两瓣拼接装配成的,如果它们的中分面存在间隙(标准:3丝不过),高压润滑油就会从中分面漏出,直接出现甩油缺陷。
  (3)如果轴承箱外挡油铜齿存在磨损、翻边或间隙过大,会导致外挡油铜齿的密封性能下降,轴承箱内浮动油封的正常漏油或者轴承箱油烟会从铜齿间隙中甩出。
  (4)轴承箱外油挡铜齿间的排油小孔堵塞或者设计偏小,铜齿拦截下来的润滑油无法全部流回轴承箱,部分油在铜齿之间堆积,同时轴承箱负压无法顺畅引到铜齿间形成真空密封,Z终导致润滑油外漏,被高速的转子甩出。
  (5)轴承箱回油管线布置和口径设计不合理,轴承箱内润滑油回油不畅,大量油烟在轴承箱内堆积且风机(该机组没有设计单独的排烟管道)无法及时将油烟排出,Z终导致轴承箱内油烟过多导致油雾从挡油板间隙中甩出。
  (6)由于轴承室真空度不够,导致润滑油油烟更容易从轴承箱外油挡甩出。
  (7)轴系不好,轴承振动偏大,部分轴颈运行轨迹不规则,使外油挡挡油效果不佳。
  (8)大修期间装配工艺控制不当,浮动油挡和外油挡径向间隙实际值与标准值偏差大。
  五、处理措施
  六、效果
  经过以上8项针对性的措施,大修启机后的几个月内,现场持续观察各轴承外油挡的运行状况,未见甩油、渗油的现象,说明前面的分析是正确的,采取的措施也是着实有效的。
  七、结束语
  汽轮机轴承油挡甩油不仅是困扰火电机组的疑难问题,在我们核电机组中也是棘手的难题,我们这个机组是哈汽消化西屋技术后的第三、第四台机组,这次油挡漏油处理的成功实践,能帮助该汽轮机组的技术变得更加成熟,本次缺陷的处理过程不仅为我们汽机检修工作提供了一个重要的检修实例,为我们同行积累了宝贵的经验,而且也为我们秦山第二核电厂消除了一个重大隐患,增加了经济效益,保证了安全、经济运行。
来源:《自动化与仪器仪表》2015年10期