浅谈汽轮机轴瓦、轴颈磨损的分析与预防
周建平
摘要：在发电厂中，汽轮机组是至关重要的设施，其轴瓦和轴颈的磨损状况对整个发电系统的运行产生显著影响。为了提升汽轮机组的日常维护和保养水平，本文对汽轮机轴瓦及轴颈磨损的相关分析和预防措施进行了概述，这对于确保电厂的安全稳定运行具有重要的参考价值。
关键词：汽轮机;轴瓦、轴颈磨损;分析;预防��
分类号：中图TM311，领域TK263.6；文献标识：类别A；文章编号：2010年第15期，页码00262至00264。
由于汽轮机运行周期长、核心部件持续磨损等因素，故障频发，这极大地干扰了发电机组的稳定运作。特别是，汽轮机组中的轴瓦和轴颈磨损，在各类故障中尤为常见。机组的轴瓦和轴颈磨损问题通常受到多种因素的共同作用，与机组本身相关的任何设备或介质都有可能成为导致磨损的诱因，这包括过载运行、蒸汽质量不佳、设备振动、润滑油品质以及操作失误等多种情况。鉴于此，只有深入调查并找出具体原因，才能进行针对性的维修和采取有效的预防措施。
汽轮机组的轴瓦和轴颈磨损问题，主要集中体现在推力轴瓦与支持轴瓦上，具体原因分析如下：，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，
1 推力轴瓦烧损的原因��
福建可门电厂的600MW超临界机组，系上海汽轮机有限公司采用美国西屋公司的技术，生产制造的超临界、单轴、三缸、四排汽、中间再热、凝汽式汽轮机。2008年4月25日至6月4日期间，该电厂的#2机组推力瓦温度异常升高，导致了解体检修。此次检修是因为推力轴承承受了过大的负荷，进而引发了推力瓦块的烧损事故。检查结果显示，推力间隙显著增大，具体数值为0.62毫米。分析原因，发现推力轴承电侧的调整环垫片过薄，原本的垫片厚度为8.40毫米。针对这一问题，采取了加工调整，将垫片厚度提升至8.68毫米。经过这一处理，推力间隙降至0.29毫米，这一数值符合设计规定的0.25毫米至0.38毫米范围。此外，机组启动后，推力瓦的温度也保持在正常水平。另外，若汽轮机出现水击现象或蒸汽湿度降低，若处理措施不当，也可能导致类似问题。蒸汽质量不佳，导致叶片出现积垢现象。机组遭遇意外，可能出现突然卸载或中压缸汽门意外关闭的情况。同时，油系统中混入了杂质，这会破坏推力瓦的油膜。
事故征兆主要体现在轴向位移显著增大，同时伴随推力瓦乌金温度和回油温度的上升，此外，机器外部可观察到推力瓦冒烟的现象。
2 支持轴瓦烧损的原因
在运行过程中，若发生油系统切换的误操作，加之对润滑油压力的监控不力，一旦润滑油压力下降，导致轴承因缺油而烧毁。
机组启动并设定速度后，停止了调速油泵的运行，却忽略了油压的监测。由于喷油器吸入空气导致工作异常，主油泵失去了压力，润滑油的压力也随之下降。然而，系统并未自动启动备用机制，这导致轴承失去了油液供应，最终造成了轴瓦的烧损。
2.3 油系统积存大量空气未及时排除，使轴瓦瞬间断油。��
在汽轮发电机组启动与停机阶段，其高压和低压油系统均遭遇了故障。
主油箱内的油量已降至零点以下，导致空气侵入射油器，进而引发主油泵运作异常。
2.6 厂用电中断，直流油泵不能及时投 入。��
在检修过程中，发现油系统中残留有棉纱、铁锈等杂质，导致油管出现堵塞现象。
2007年6月8日至6月15日期间，对福建华电可门火电厂的#2汽轮机组#5轴瓦进行了因温度过高而引发的解体检修工作。
拆解结果显示，#5轴瓦上瓦（靠近汽轮机端）的弹簧出现了断裂现象；同时，该瓦块A侧（汽轮机端）的边角部位乌金表面出现了裂纹；此外，#5轴瓦上瓦的球面销孔局部存在磨损，并伴有卷边现象，其中A侧的磨损更为严重；最后，#5瓦轴颈的磨损情况尤为严重，最深的磨损沟痕深度达到了约2毫米。
轴承箱内存在乌金粉末、钢丝滤网碎片等异物，这些杂质进入轴承内部，导致摩擦加剧，从而使轴承温度上升；此外，由于#5瓦下瓦垫铁与轴承洼窝的配合不当，引发了振动现象。
2.8 轴瓦在检修中装反或运行中移位。
2.9 机组振动强烈，使轴瓦乌金研磨损坏。��
机组振动产生的原因包括：转子的不平衡离心力作用；联轴节存在缺陷或转子中心存在偏移；发电机内部电磁力分布不均；轴承油膜产生的自激振荡；蒸汽的振动影响；转子因热膨胀产生的变形和弯曲；摩擦导致的振动；轴承座的不牢固等因素。
由于检修和安装质量不佳，导致轴瓦间隙过大或过小，紧力不适宜，进而引发了轴承润滑效果不佳的问题。福建华电可门火电厂的#3号汽轮机自2009年7月24日开始，其#9瓦X、Y方向的轴振动出现了多次异常的上下波动，尤其是X方向的振动波动尤为显著。在8月17日，#9瓦X向轴振的峰值达到了420μm，这一数值已经超过了跳机保护值254μm，这对机组的安全运行造成了严重影响。现场进行听音检查时，发现了异常声音，据此怀疑轴瓦可能存在移动现象。8月17日晚上8点整，编号为#3的机器启动了滑停程序，随后在8月18日下午5点，编号为#9的瓦片开始逐步解体，同时对在解体过程中发现的问题进行了相应的处理。25日破晓时分，7点44分，#3机汽轮机启动冲转，至8点46分转速已升至3000转每分钟，此时#9瓦X、Y方向轴振动分别降至46微米和44微米，表现良好。到了25日下午5点30分，#3机负荷增至300兆瓦，#9瓦X、Y方向轴振动维持在46微米和45微米，继续保持稳定状态。
原因分析如下：��
直接原因在于#9瓦瓦枕未能保持足够的紧力，导致下瓦一侧的垫铁悬空。在放入转子前后的位移量显著增大，水平位移量高达0.15mm，远超标准规定的0.05mm。随着时间的推移，#9瓦轴的振动持续加剧，使得整个轴瓦产生位移。这进而导致#9瓦轴瓦的防转销绝缘套损坏，使得#9瓦的绝缘性能不合格，振动问题因此进一步恶化。
2.10.2 根本原因在于，#3机在安装过程中，各项测量数据均未达到规定标准，具体表现为：首先，轴承座的安装位置存在偏差，这导致下瓦与前后转子之间的位移量显著增大，水平位移量甚至达到了0.15mm，远超标准规定的0.05mm，进而使得转子的平衡状态受到影响，产生了激振力；其次，垫铁的接触情况未得到充分检查，接触不良，且一侧存在悬空现象，瓦枕缺乏足够的紧固力，这导致支撑刚度不足，进而加剧了轴的振动。[id_1817155946]
存在问题：机组在基建时验收把关不严，导致安装质量较差。
润滑油质量不佳，可能含有水分或杂质颗粒，亦或是供油量未能达到要求。
油质因混入水分而乳化变质。通常，供油系统之所以会进水，是因为汽轮机高压端轴封的漏汽压力过高，或者是轴封供汽压力的调整出现了问题，这导致蒸汽通过轴承的挡油环进入了供油系统。一旦供油系统出现进水情况，就会导致润滑油乳化，并对调节系统的各个部件造成腐蚀，进而引发调节系统事故，同时也会对轴承的润滑产生不良影响。
2.13 轴瓦合金质量差或浇铸质量差。
2.14 轴瓦负荷分配不合理。
2.15 顶轴油压系统工作不正常。��
轴瓦烧损的迹象表现为轴瓦乌金温度和轴承回油温度的急剧上升，若油膜遭到破坏，机组振动便会加剧，轴瓦开始冒烟，这时必须立即手动操作危急保安器，以破坏真空状态并紧急停止机组运行。
3 汽轮机轴瓦、轴颈磨损预防控制措施��
为防止轴瓦烧损，运行时应采取的技术措施如下：��
在运行过程中，一旦察觉轴向位移持续上升，需立即减轻负荷以恢复其正常状态，同时应频繁监测汽轮机的运行状况，注意机组是否存在异常声响，并测量振动情况。若轴向位移持续增长导致推力瓦块温度急剧上升，伴随异常噪音和振动，或者轴向位移超出规定范围，必须迅速采取破坏真空的紧急措施，立即停机。在运行过程中，必须严格监控轴瓦钨金以及回油的温度，通常情况下，推力瓦的钨金温度不宜超过85℃至90℃，而回油温度则不应超过70℃。一旦发现温度异常上升，必须依照规定立即采取有效措施处理。
为确保油泵及联动系统的稳定运行，润滑用油泵的供电必须稳定无误；调速油泵与交流油泵的电力分别由工厂的两路独立电源供应，此举旨在避免两台油泵同时遭遇电源中断的情况。
在进行油系统切换作业时，务必在专人监督下，依照操作流程逐步实施，同时要密切关注润滑油压力的波动，严格避免因操作中断导致油液过热烧毁轴承。
3.4 停机时应设专人监测润滑油压和轴瓦温度。��
3.5 冷油器出口等润滑油压力管道上不准装设滤网。��
机组启动并达到设定速度后，在停止调速油泵的环节，需逐步关闭出口阀门，并指定专人负责监控主油泵的出口油压和润滑油压的波动情况。一旦发现油压出现下降，应立即通知操作人员迅速开启油泵出口阀门，查清原因，并采取适当的应对措施。
3.7 避免机组在振动不合格的情况下长期运行。��
一旦发现汽轮机通流区域存在积垢问题，应立即对监视段施加压力限制，并迅速实施提升蒸汽质量等相应技术手段。
在运行过程中，为避免供油系统遭受水分侵入，可以实施以下几项措施：首先kaiyun全站网页版登录，确保冷油器油侧的压力始终高于水侧的压力，以此防止铜管发生泄漏时水滴进入油中；其次，轴封压力调整器需保持稳定可靠的工作状态，并按照规定压力供应蒸汽。
3.10 遵循《汽机运行规程》的规定，必须定期进行油泵的操作，确保油系统中的备用设施保持最佳运行状态；在机组启动之前，必须将低油压联锁装置投入运行。
在进行冷油器倒换作业时，班长必须在场进行监督，操作过程中需逐步进行，同时需密切关注润滑油压力的波动，务必防止在转换过程中发生油料中断的情况。
在系统运行期间，需对信号设备进行严格监控；启动前，务必确认所有设备均已齐备，方可进行启动操作。
增强对轴瓦振动的监控，一旦机组出现剧烈振动或明显听到汽缸中传来金属相互摩擦的声音，应立即破坏真空状态，并迅速实施紧急停机。
3.14 定期进行低油压联锁试验。当润滑油压下降至0.054MPa时，交流润滑油泵自动启动，继续降至0.039MPa时，直流油泵随即投入运行。在交流润滑油泵处于检修状态时，若润滑油压再次降至0.054MPa，直流油泵会自动启动。而当润滑油压进一步降至0.029MPa时，则会触发紧急停机信号。当润滑油压降至0.015MPa时，连续盘车操作将自动终止。
4 为防止轴瓦烧损，检修时应采取的技术措施��
在进行轴承的拆卸和检查过程中，需仔细审查轴承垫铁、瓦块、乌金等关键部件是否存在任何质量缺陷，同时，对轴承表面的铁屑、毛刺等杂质进行彻底的清理和打磨。此外，轴承的油孔和螺栓孔等空隙需用清洗剂进行清洁，并利用压缩空气进行吹干处理。施工期间，轴承油孔需采取封堵措施，以避免异物侵入。同时，在安装或检修阶段，拆卸轴瓦后，必须对各个瓦乌金进行PT检测，以确保其不会脱落。��
在轴承复装过程中，必须严格遵守汽轮机验收规范中对轴承安装的技术规定，同时严格遵循汽轮机生产厂家提供的安装说明书和图纸上的具体技术细节，对间隙和过盈等数据进行精确测量和调整，确保每一步都符合技术要求。对于任何超出技术标准的数据，必须深入分析其成因，并与汽轮机厂的技术人员联系，共同制定有效的处理措施。
在复装之前，需对轴承座以及其内部的油管和接口等部件进行拆卸、清洁和仔细的检查。在确认内部无任何异物存在后，使用胶布对油管开口进行密封处理。
在汽轮机找中心的过程中，其核心目标是确保汽轮发电机组中各个转子的中心线能够形成一条流畅的曲线；同时，要保证轴承的负荷分配达到设计规范；此外，还需确保汽轮机的静止部分与转子部分大致保持同轴；并且，要将轴系的扬度调整至设计标准。这一系列操作的终极目标是确保机组的振动指标符合规定标准。
在汽轮机轴系找中心的过程中，需按照汽轮机厂的技术规范对各个轴承的标高进行调整，调整完成后，必须对轴承垫铁进行研磨处理，以确保其接触面积超过75%，从而保障轴承的稳定性。
在启动汽轮机前，必须对轴承进行全面的清洁与审查，确保内部无任何杂质残留，同时也要清除各个油口的堵塞物，以避免油管路发生阻塞现象。
强化安装环节的监控记录，包括：对汽缸、轴承座与台板接触情况的详细记录；对汽缸、轴承座进行清洁和检查（包括渗油试验）的记录；记录汽缸、轴承座以及轴颈的水平和扬度；轴瓦安装的详细记录；以及推力瓦安装的记录。
在汽轮机润滑油系统完成检修并开始油循环过程中，必须确保各个轴承的进油口与轴承座的油口错位设置，以此避免不合格的润滑油流入轴瓦。
在检修过程中，必须对油系统内的杂物进行彻底清除，确保汽封间隙得到恰当调整，以防止水分进入油中，从而保障油质优良。同时，还需规范进行安装与检修的管理工作，防止因疏忽遗留杂物导致管道堵塞。
在进行大修或小修作业并检查瓦片时，若发现轴的直径存在轻微磨损，则对轴径实施油石和金相砂纸的表面打磨处理，以此实现平滑过渡，从而确保问题不会进一步恶化。
消除油膜振荡的处理措施包括：首先，提高压力比；其次，减少轴颈与轴瓦的接触面积；接着，降低润滑油的粘稠度；然后，在轴瓦的下部适当位置开设泄油槽，以减轻油楔的压力；此外kaiyun.ccm，调整轴承的间隙，对于圆柱形和椭圆形的轴承瓦，通常减小轴瓦顶部的间隙云开·全站体育app登录，并扩大上瓦的乌金宽度，以此增强油膜的阻尼效果；最后，消除转子的不平衡状态。
对顶轴油管的焊缝部位进行细致的检查，包括裂纹的检测和接头处的状况，目的是保证顶轴油管不会出现松动现象。
确保高压轴封的间隙调整得当，以确保漏汽管道的畅通无阻；一旦发现轴封片出现磨损，导致间隙扩大，应立即进行修补。
在进行油质定期检测时，若发现油内混入水分，需立即进行过滤处理，同时要迅速找出原因并采取相应措施加以解决。
4.15 在进行定期加油操作时，向油箱中添加燃油时需缓缓倒入，以免杂质混入油箱内部。
深入剖析引发汽轮机轴瓦及轴颈磨损的各种因素，并制定相应的预防措施，这不仅对于修复汽轮机轴瓦和轴颈的磨损至关重要，同时也是保障机组稳定运行的根本所在。
陈汝庆所著的《汽轮机原理及运行》一书，由我国知名出版社——中国电力出版社于2000年正式出版发行。
郭延秋 编著的《大型火电机组检修实用技术丛书》之《汽轮机分册》已由我国知名出版社——中国电力出版社于2007年正式出版发行。
编委会编写了《火电厂汽轮机运行调试检修与维护技术手册》，该手册由长春的银声音像出版社出版，并于2004年正式发行。
