某600MW汽輪發(fā)電機(jī)穩(wěn)定軸承斷油燒瓦事故分析及處理

大唐華中電力試驗(yàn)研究所 河南鄭州 450000

摘要：針對(duì)某發(fā)電廠600MW汽輪發(fā)電機(jī)組在整套啟動(dòng)試運(yùn)過(guò)程中發(fā)生的發(fā)電機(jī)穩(wěn)定軸承斷油燒瓦事故，分析并查明了發(fā)生事故的原因，提出了解決問(wèn)題的措施，處理后機(jī)組得以安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：軸承；潤(rùn)滑油；節(jié)流孔板；斷油；燒瓦；分析；處理

0 引言

某發(fā)電廠1號(hào)600MW汽輪發(fā)電機(jī)組的汽輪機(jī)采用東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的超臨界、單軸、三缸四排汽、一次中間再熱、雙背壓、凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)N600-24.2/566/566；發(fā)電機(jī)采用東方電機(jī)股份有限公司的水氫氫冷型、自并勵(lì)靜止勵(lì)磁，三相同步汽輪發(fā)電機(jī)，型號(hào)QFSN-600-2-22D。10月19日1號(hào)機(jī)組在整套啟動(dòng)試運(yùn)過(guò)程中出現(xiàn)9號(hào)軸承（發(fā)電機(jī)勵(lì)磁側(cè)末端的穩(wěn)定軸承）回油溫度低，軸承示油器（即軸承回油觀察窗）無(wú)回油現(xiàn)象，軸瓦因與轉(zhuǎn)子軸頸干摩擦產(chǎn)生的熱量得不到冷卻而燒毀鎢金，造成軸承斷油燒瓦的設(shè)備損壞事故。

1潤(rùn)滑油系統(tǒng)概述

汽輪發(fā)電機(jī)組是高速運(yùn)轉(zhuǎn)的大型機(jī)械，其支持軸承和推力軸承需要大量的油來(lái)潤(rùn)滑和冷卻，因此汽輪機(jī)配有潤(rùn)滑油系統(tǒng)用于保證上述裝置的正常工作。供油的任何中斷，即使是短時(shí)間的中斷，都將會(huì)引起嚴(yán)重的設(shè)備損壞。

潤(rùn)滑油系統(tǒng)的主要任務(wù)是向汽輪發(fā)電機(jī)組的各軸承（包括支撐軸承和推力軸承）、盤車裝置提供合格的潤(rùn)滑、冷卻油。在汽輪機(jī)組靜止?fàn)顟B(tài)，投入頂軸油，在各個(gè)軸頸底部建立油膜，托起軸頸，使盤車順利盤動(dòng)轉(zhuǎn)子；機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，潤(rùn)滑油在軸承中要形成穩(wěn)定的油膜，以維持轉(zhuǎn)子的良好旋轉(zhuǎn)；同時(shí)由于轉(zhuǎn)子的熱傳導(dǎo)、表面摩擦以及油渦流會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的熱量，需要一部分潤(rùn)滑油來(lái)進(jìn)行換熱。另外，潤(rùn)滑油還為低壓調(diào)節(jié)保安油系統(tǒng)、頂軸油系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的油源。

圖一 機(jī)組潤(rùn)滑油系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

10月18日1號(hào)機(jī)組具備整套啟動(dòng)條件，10月19日00：08汽輪發(fā)電機(jī)組首次沖轉(zhuǎn)升速至3000r/min，切換主油泵、調(diào)整油壓，將潤(rùn)滑油壓調(diào)整到0.18MPa（汽輪機(jī)廠設(shè)計(jì)潤(rùn)滑油壓為0.137～0.176MPa）。

05：15電氣試驗(yàn)結(jié)束。準(zhǔn)備并網(wǎng)前的參數(shù)檢查中，發(fā)現(xiàn)9號(hào)軸承的潤(rùn)滑油回油溫度在CRT顯示只有21℃，而此時(shí)機(jī)組軸承潤(rùn)滑油進(jìn)油溫度為39℃。現(xiàn)場(chǎng)檢查9號(hào)軸承示油器無(wú)回油，檢查歷史記錄在機(jī)組3000r/min定速時(shí)，9號(hào)軸承回油溫度為38℃，此后回油溫度逐漸下降直至21℃，比汽機(jī)房大氣溫度稍高。打閘停機(jī)，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速降至1100r/min以下時(shí)，9號(hào)軸承回油溫度開(kāi)始逐漸回升，觀察示油器內(nèi)回油流量正常。重新掛閘沖轉(zhuǎn)，當(dāng)機(jī)組升速至2260r/min以上時(shí)觀察示油器的回油流量開(kāi)始逐漸減少，立即打閘停機(jī)。

2事故原因分析及檢查

圖二 軸承進(jìn)、回油管路示意圖

9號(hào)軸承支承的是發(fā)電機(jī)勵(lì)磁側(cè)末端的小軸，未設(shè)計(jì)軸瓦溫度測(cè)點(diǎn)和振動(dòng)測(cè)點(diǎn)，其運(yùn)行狀態(tài)容易被忽視。根據(jù)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中9號(hào)軸承回油溫度和回油流量的變化現(xiàn)象，初步分析認(rèn)為，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速超過(guò)2200r/min后，9號(hào)軸承的潤(rùn)滑油進(jìn)油流量逐漸減少直至斷油，初步判斷9號(hào)軸瓦已經(jīng)磨損。

針對(duì)9號(hào)軸承斷油的現(xiàn)象進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)9號(hào)軸承的進(jìn)油管（管徑DN20）是從8號(hào)軸承濾油器后的管道（管徑DN90）上引接出來(lái)的，而每個(gè)軸承的濾油器內(nèi)都設(shè)置有節(jié)流孔板，8號(hào)軸承濾油器、9號(hào)軸承濾油器內(nèi)的節(jié)流孔直徑分別為φ23mm、φ8mm；從東方電機(jī)股份有限公司的《發(fā)電機(jī)油管路圖》中查到，9號(hào)軸承進(jìn)油管應(yīng)從8號(hào)軸承濾油器前的潤(rùn)滑油管上接出（如圖二所示），而不是從8號(hào)軸承濾油器后的潤(rùn)滑油管上接出，實(shí)際情況與設(shè)計(jì)不相符，這屬于管道安裝錯(cuò)誤。分析認(rèn)為隨著機(jī)組轉(zhuǎn)速的升高8號(hào)軸承進(jìn)油量逐漸增大，與9號(hào)軸承存在搶油現(xiàn)象，由于9號(hào)軸承進(jìn)油管管徑較小且經(jīng)過(guò)兩次節(jié)流降壓，機(jī)組轉(zhuǎn)速升高至2200r/min后，9號(hào)軸承進(jìn)油量逐漸減小直至斷油。

停機(jī)后解體檢查9號(hào)軸承，發(fā)現(xiàn)軸瓦鎢金已經(jīng)因斷油而燒毀（如圖三所示）。軸承的上瓦、下瓦已被碾壓磨損，鎢金表面顏色變黑，有明顯的碎裂跡象，脫落的鎢金夾在軸瓦的回油槽中，將回油槽填滿，大量的鎢金碎屑散落在軸承箱內(nèi)。

圖三 9號(hào)軸瓦鎢金燒毀 圖四 更換新的9號(hào)軸瓦

3事故處理措施及效果

更換9號(hào)軸承的軸瓦（如圖四所示）。

將8號(hào)軸承濾油器內(nèi)的節(jié)流孔板抽出，后移至8號(hào)軸承進(jìn)油管與發(fā)電機(jī)的連接法蘭內(nèi)（如圖二所示），這樣9號(hào)軸承進(jìn)油管的引接口就處在8號(hào)軸承進(jìn)油節(jié)流孔之前了。此外，機(jī)組啟動(dòng)前，濾油器內(nèi)的細(xì)濾網(wǎng)已經(jīng)抽出，只剩下濾網(wǎng)骨架，對(duì)進(jìn)油幾乎無(wú)節(jié)流。這樣，9號(hào)軸承的進(jìn)油只經(jīng)過(guò)節(jié)流孔板φ8mm的一次節(jié)流，與設(shè)計(jì)相符。

重新沖轉(zhuǎn)汽輪發(fā)電機(jī)組，升速至3000r/min；檢查9號(hào)軸承回油溫度為38℃，回油溫度正常，且觀察軸承示油器內(nèi)回油流量正常。

4小結(jié)

1）汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中軸承斷油會(huì)造成軸瓦損壞事故。

2）此次事故的直接原因是9號(hào)軸承的進(jìn)油管引接口安裝錯(cuò)誤，9號(hào)軸承的進(jìn)油管從8號(hào)軸承濾油器（內(nèi)設(shè)節(jié)流孔板）后的管道上引接出來(lái)，致使9號(hào)軸承的進(jìn)油經(jīng)過(guò)兩次節(jié)流降壓。機(jī)組轉(zhuǎn)速升高后8號(hào)軸承進(jìn)油量會(huì)明顯增加，8號(hào)軸承進(jìn)油量的增加引起8號(hào)軸承濾油器后的油壓下降，這使得9號(hào)軸承進(jìn)油量進(jìn)一步減小直至斷油而燒毀軸瓦。9號(hào)軸承進(jìn)油經(jīng)過(guò)兩次節(jié)流降壓，不能滿足機(jī)組安全運(yùn)行的需要。

3）此次事故的間接原因是機(jī)組試運(yùn)前的系統(tǒng)完善性檢查工作存在漏洞。

參考文獻(xiàn)：

[1]東方汽輪機(jī)有限公司《潤(rùn)滑油系統(tǒng)說(shuō)明書》，編號(hào)D600E-000152DSM，2007.2

[2]東方電機(jī)有限公司《600MW氫、油、水控制系統(tǒng)》隨機(jī)文件，版本號(hào)：Z 1A2128 SM

[3]《國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)電廠重大反事故措施》（國(guó)家電網(wǎng)生[2007]883號(hào)）

作者簡(jiǎn)介：

牛卓（1981.10--）男，河南人，東北電力學(xué)院熱能與動(dòng)力工程專業(yè)，工學(xué)學(xué)士，工程師，主要從事汽輪機(jī)調(diào)試及汽輪機(jī)試驗(yàn)研究工作。