超临界汽轮机轴承温度偏高分析

时间：2025-07-04

超临界600MW汽轮机#1轴承温度偏高分析处理

2007年东汽600MW机组技术经验交流会（资料七）

摘要：针对东汽超临界600MW汽轮机组在运行中，出现的#1可倾瓦轴承金属温度偏高的现象，通过理论分析和现场试验，采用优化高压调节阀阀序措施，有效解决了#1可倾瓦轴承金属温度偏高问题。关键词：可倾瓦金属温度阀序

1、汽轮机本体结构和支持轴承概要 1．1汽轮机本体结构简介

东汽超临界600MW汽轮机（N600-24.2/566（538）/566型），是引进日立公司技术并合作生产，采用高中压合缸，两个低压缸的三缸四排汽的结构形式，高中压转子支承采用可倾瓦轴承、A、B低压转子支承均采用椭圆轴承。配汽方式采用复合喷嘴调节（全周汽+部份进汽）方式。

1．2可倾瓦轴承结构及特点

汽轮机的高中压转子是由#1、#2支持轴承支承，其结构采用六瓦块可倾瓦结构形式（如图1所示），上、下半各三块，每块瓦背弧加工成大半径球面，以便可倾瓦自动找中，无论是径向还是轴向，都可以获得最佳位置。即可倾瓦支承在轴承座上，每块瓦在运行时随转子方向自由摆动，以获取适应每块的最佳油楔。装在轴瓦套上的螺纹挂销用间隙配合的形式固定着可倾瓦块，防止其旋转。在轴承下部的瓦块上设有测量瓦块金属温度的双支点热电偶装置。

可倾瓦轴承被广泛应用于大型汽轮机的高中压转子支承上，这种轴承具有以下特点： (1) 与固定式支持轴承相比，稳定性高。可倾瓦块轴承具有良好的阻尼特性，具有减低转子不平衡响应和抑制不稳定振动的能力（即抗御振动的能力）。

(2) 与椭圆轴承相比，可倾瓦轴承对轴颈的歪斜和轴承载荷(支反力)变化的敏感性较小；但承载能力较椭圆轴承稍低，功率消耗较大。

(3) 轴承钨金采用了日立牌号(WJ2B)，最高工作温度达120℃。正常运行温度值∠107～110℃，报警温度值为110～115℃，跳机温度值121℃。结合性能优于传统滑动轴承材料ZSnSb11Cu6。

2、可倾瓦轴承金属温度偏高的现象

从较早投运的部份东汽超临界600MW汽轮机组看，较普遍的存在#1可倾瓦轴承金属温度偏高的问题，个别达到报警温度值水平。如华润常熟电厂1#、2#、3#三台、华润阜阳电厂两台、荆门电厂#1、#2机、兰溪电厂1#机600MW超临界机组在新机试运时，均出现#1可倾瓦轴承金属温度偏高现象，主要表现在带负荷过程中#1可倾瓦轴承金属温度在93～107℃范围变化，当#4调门开启≤10%时，#1可倾瓦轴承金属温度会接近报警值（达105.6℃），最高温度达111℃。观察表明，#1可倾瓦轴承金属温度主要是随机组负荷变化而变化，但相应轴振无明显变化。表1摘录了安徽某电厂#1东方超临界600MW汽轮发电机组试运行数据。表明该机组存在#1可倾瓦轴承的金属温度偏高的问题。

表1 安徽某电厂#1超临界600MW机组新机试运行数据摘录

3、现场检查处理情况

针对个别超临界600MW汽轮机在带负荷过程中#1可倾瓦金属属温度偏高问题，进行了以下分析和现场试验。

3．1复测了测温元件（WZPM2-001 Pt100端面铂热电阻）的精度以及检查DCS系统分度的设置情况均正常；并检查了测温元件的安装深度（即端面铂热电阻头的中心距钨金表面的距离为14mm）情况均符合要求。

3．2检查下瓦块与轴颈接触情况；每块可倾瓦的径向摆动量1.8±0.45mm、轴向摆动量1.1±0.28mm和瓦块与前、后油挡的轴向间隙0.75±0.38（单侧），均无异常现象，可以

排除因可倾瓦接触不良、卡涩而造成瓦块局部受力过大温升过高的因素。

3．3将#1可倾瓦轴承的进油节流孔板由设计值Ф18.5mm改为Ф22mm，开机试验情况收益甚微。#1可倾瓦轴承工作金属温度几乎无降低，回油温度（49.8～51.7℃）也无明显变化。证明此轴承的用油量由自身结构限定了（即轴承体的排油孔Ф16.5和瓦体前、后油挡间隙泄油决定的）。

3．4考虑改变轴承工作时的动态载荷降低轴承金属温度。首次在兰溪电厂#1机试运中，经现场调试单位摸索和试验，改变#1可倾瓦轴承在带负荷过程中的动载荷，将高压调节阀的开启曲线顺序进行了优化处理，将原来设计的调节阀的开启曲线顺序分别为CVⅠ+CVⅡ →+CVⅢ →+CVⅣ，改为开启顺序分别为CVⅣ+CVⅡ →+ CVⅢ →+CVⅠ，即将CVⅠ阀和 CVⅣ阀对调处理，收效很好。整个机组带负荷过程中，#1可倾瓦轴承的金属温度不超过90℃。同时轴承的稳定性没有受到明显影响。实践证明可倾瓦对动载荷变化适应范围较宽。

4、理论分析与论证

4．1从轴承原理方面分析，轴承的温升与轴承参数的影响及降低金属温度的方法

在轴承设计中，一般有以下因子表征轴承特性。 ⑴ 承载能力系数(萨摩菲尔得数) S0 ⑵ 轴承功耗N

Pm 2

…………………………….(公式a)

f Wu

102

fWu

………………… ……………………….(公式b) 102

⑶ 润滑油温升 T 式中：W___轴承载荷 f____摩擦系数

Wfu

…………………… ………………………….(公式c) Cp Q