新乡中益2×660MW机组汽轮机顶轴油顶起高度不够的原因分析及对策

【摘 要】本文针对新乡中益2×660 MW超超临界凝汽式汽轮调整试验过程中，顶轴试验时发现#1瓦、#3瓦顶轴油顶起高度为零，并且引起盘车烧瓦情况发生。针对存在的问题进行分析，找出#1、#3轴瓦不能顶起的原因，提出整改方案，通过增加顶轴油囊面积等方法，使顶轴高度达设计标准，满足机组运行要求。

【关键词】660 MW超超临界机组 顶轴油 顶起高度 油囊

1 系统概况

新乡中益发电有限公司2×660 MW超超临界燃煤机组工程是以“上大压小”方式，由河南投资集团有限公司投资建设的。汽轮机采用东方汽轮机厂生产的N660-25/600/600型超超临界、单轴、三缸四排汽、一次中间再热、双背压凝汽式汽轮机。汽轮发电机组轴系共有9个支持轴承（其中汽轮机6个，发电机2个，集电环1个），#1、#2支持轴承采用六瓦块可倾式轴承，#3、#4、#5、#6、#7、#8、#9支持轴承均采用椭圆形轴承。汽轮发电机组#1～#8轴承均设有高压顶轴油囊，顶轴装置所提供的高压油在转子和轴承油囊之间形成静压油膜，强行将转子顶起，避免汽轮机低速过程中轴颈和轴瓦之间的干摩擦，减少盘车力矩，对转子和轴承的保护起着重要作用。

顶轴油系统设计装有两台轴向柱塞顶轴油泵，一台运行一台备用，母管制运行，并设有安全阀以防超压。高压顶起油自轴向柱塞泵出口经过高压过滤器进入分流器，经单向阀、节流阀，最后进入各轴承，通过调整节流阀可控制进入各轴承的油量及油压，使轴颈的顶起高度在合理的范围内（理论计算，轴颈顶起油压3.43～18MPa，顶起高度大于0.02～0.1mm）。

2 顶轴油系统调试过程中发现的问题及原因分析

2.1 发现的问题

当顶轴油系统具备调试条件时，首先将顶轴装置油压分配模块安全阀压力整定在20MPa，然后逐个调节轴瓦顶轴油进油节流阀，并同时通过对该泵操纵杆的调整，维持母管压力18MPa不变，调整各轴承处的顶起高度，经多次调整发现#1瓦、#3瓦顶轴油顶起高度为零，其它瓦顶轴油顶起高度都达到设计要求。两台机组汽轮机顶轴油都出现同样的问题。

#1机组在#1、#3瓦顶轴油顶起高度为零的情况下投入了盘车（考虑到该瓦处的的转子重量比较轻且盘车电流不大，转子轴颈可以自动形成油膜，无需顶轴油来升起轴颈了），结果造成了#1瓦严重磨损，如图一。

2.2 原因分析

逐渐提高#1、#3瓦轴颈顶起油压到19MPa、19.5MPa，甚至于顶轴油泵已经处于最大工作状态（根据以往机组的调试经验，顶轴油泵一般不必处于最大工作状态顶起高度就可达到设计值），但#1瓦、#3瓦顶轴油顶起高度仍然为零，且这两根顶轴油支管道比其它顶轴油支管温度偏低，针对此现象进行了原因分析和现场排查：

（1）两根支管的顶轴油管路堵塞。将#1、#3轴承顶轴油管在轴承座内与轴瓦连接处断开，通油检查，轴承座内顶轴油管断开处油流量足，顶轴油管路畅通，通过检查油管畅通。

（2）顶轴油囊堵塞。恢复顶轴油管路，在维持顶轴油压情况下，用液压千斤顶缓慢顶起轴颈，检查发现所在轴瓦顶轴油压下降，轴瓦处有油流出，没有堵塞现象。

（3）顶轴油囊泄漏。将顶轴油压调整至所允许最大值，轴瓦顶轴油压与顶轴油母管压力基本一致，检查顶起高度仍为零，且顶轴油管道与油温差较大，感觉不到油通过，说明油囊一直处于保持与系统压力一致状态。

在排除顶轴油压足够高且油管路畅通、调试程序都没有问题的情况下，考虑到两台机组顶轴油系统出现同样的现象，基本上可以确定是#1、#3瓦顶轴油囊尺寸过小造成的。

3 问题的解决

3.1 增加#1、#3瓦顶轴油囊的面积

分别沿#1、#3轴瓦纵向修刮调整，在原有顶轴油囊面积的基础上增加0.25倍；同时检查油囊深度为0.3～0.4mm，并着色检查瓦块顶轴油囊的密封线保障严密性。当设备重新复位后，调整顶轴系统，合理分配各管的进油量，各轴颈的顶起高度达到设计值。

3.2 在瓦的侧面形成油楔

在旋转#1轴瓦进油方向前后两侧各留10mm的阻油带，沿旋转方向开挖宽度10mm，深度0.3mm和宽度20mm，深度0.1mm的两个连贯油槽，形成轴瓦的进油槽，以在瓦的侧面形成油膜，保证转子旋转过程中油能够进到轴瓦内。

4 结语

顶轴油系统在机组启动、停机及盘车过程中，对轴瓦起重要的保护作用，顶轴油系统油压调整、油泵联锁试验、油压分配试验和各轴顶起高度试验等过程的调整试验要按部就班、逐级进行，一旦发现问题就查找出原因落实解决，否则禁止启动盘车装置，因为定轴油压的调整和各轴的顶起高度是否满足标准与汽轮机烧瓦事故有着密切关系，是保证顶轴系统重要参数在设计要求范围内至关重要。

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