DQZHAN技術(shù)訊：汽輪機(jī)軸承知識

汽輪機(jī)的軸承的類型汽輪機(jī)的軸承有推力軸承和支持軸承兩種：

1、 支持軸承是承擔(dān)轉(zhuǎn)子的重量及轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的離心力，并確定轉(zhuǎn)子的徑向位置，保證轉(zhuǎn)子中心與氣缸中心一致，以保證轉(zhuǎn)子與靜止部分間正確的徑向間隙。

2、 推力軸承是承受轉(zhuǎn)子上未平衡的軸向推力，并確定轉(zhuǎn)子的軸向位置，以保證動、靜部分間的軸向間隙。

2汽輪機(jī)支撐軸承的工作原理

滑動支撐軸承中，軸瓦內(nèi)圓直徑略大于軸頸外徑，轉(zhuǎn)子靜止時，軸頸處在軸瓦底部，軸頸與軸瓦之間自然形成楔形間隙。如果連續(xù)向軸承間隙中供應(yīng)具有一定壓力和粘度的潤滑油，當(dāng)軸頸旋轉(zhuǎn)時，潤滑油隨之轉(zhuǎn)動，在右側(cè)的間隙中，潤滑油被從寬口帶向窄口。由于此間隙進(jìn)口油量大于出口油量，潤滑油便聚集在狹窄的楔形間隙中而是油壓升高。當(dāng)間隙中的油壓超過軸頸上的載荷時，就把軸頸抬起。軸頸被抬起后，間隙增大，油壓又有所降低，軸頸又下落一些，直到間隙中的油壓與載荷平衡時，軸頸便穩(wěn)定在一定的位置上旋轉(zhuǎn)。此時，軸頸與軸瓦完全被油膜隔開，形成了液體摩擦。

3汽輪機(jī)推力軸承的工作原理

推力軸承的結(jié)構(gòu)就是在推理盤的正反面各安裝了若干塊推力瓦片，靠發(fā)電機(jī)側(cè)的我們一般稱之為工作瓦，主要承受正向軸向推力，另一側(cè)的我們稱為非工作瓦，主要承受有時瞬時出現(xiàn)的反推力。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動后，潤滑油跟著推力盤一起轉(zhuǎn)動，進(jìn)入推力盤與瓦塊之間的間隙，當(dāng)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向推力時，間隙中的油層受到壓力，并傳遞給推力瓦塊，由于推力瓦快是偏心支承的，受力就產(chǎn)生了偏轉(zhuǎn)，這樣就與推力盤之間構(gòu)成了楔形間隙；隨著汽機(jī)轉(zhuǎn)速升高，油膜建立，此時，推力盤與推力瓦塊之間完全被油膜隔開，形成了液體摩擦。

汽輪機(jī)徑向軸承分為固定瓦軸承與可傾瓦軸承兩類。

1，固定瓦軸承

固定瓦軸承油圓柱軸承、橢圓瓦軸承、多油鍥和多油葉軸承（目前不大采用）。

普通的圓柱軸承，由上下半組成。下半軸承體外圓設(shè)有三個徑向調(diào)整墊塊，上半軸承頂部設(shè)一個徑向調(diào)整墊塊，供軸承調(diào)整用。

供軸承調(diào)整用。

橢圓瓦軸承系自位式軸承，具有結(jié)構(gòu)上層次少的優(yōu)點(diǎn)，在軸承體內(nèi)表面直接澆注巴氏合金，將軸承內(nèi)瓦面加工成橢圓的形式。

2，可傾瓦軸承

四塊可傾瓦軸承，在上半兩瓦塊的背部，在沿轉(zhuǎn)向的出油處設(shè)有彈簧，使瓦塊在該背部有壓向轉(zhuǎn)子的傾向，防止瓦塊的進(jìn)油側(cè)與軸頸產(chǎn)生制動的**傾向，同時在瓦面進(jìn)油側(cè)修斜，以利潤滑油進(jìn)入瓦面。

上半為圓瓦，下半由二塊可傾瓦組成的可傾瓦軸承，這種結(jié)構(gòu)的軸承的穩(wěn)定性比圓柱軸承強(qiáng)，承載力比一般可傾瓦軸承大，具有可傾瓦軸承對偏載和不對中敏感性教小的優(yōu)點(diǎn)。

目前較新型的瓦面進(jìn)油邊帶有進(jìn)油槽的可傾瓦軸承，潤滑油采用直接供油和排油的方式。每一瓦塊有一進(jìn)油槽，潤滑油在瓦面工作后直接排出，具有較小的功耗。

推力軸承的分類

1，徑向推力聯(lián)合軸承

這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是徑向和推力軸承置于一體內(nèi)，軸瓦體與軸承套之間為球面配合，使軸承隨軸的撓度變形需要而自動調(diào)整，達(dá)到瓦面與轉(zhuǎn)子上推力盤表面之間有較好接觸，這種結(jié)構(gòu)適用于撓性轉(zhuǎn)子且軸向載荷不太大的機(jī)組。

還有一種為彈性均衡式瓦塊的徑向推力聯(lián)合軸承，推力瓦塊擱置在彈性圈上，承載時彈性圈產(chǎn)生彈性變形，以達(dá)到各塊瓦面與推力盤平面有良好接觸的要求。這種結(jié)構(gòu)運(yùn)用于剛性轉(zhuǎn)子并且軸向載荷不太大的機(jī)組。

2，金斯伯雷式推力軸承

瓦塊對稱支承，可用于正反二個轉(zhuǎn)向工作。

汽輪機(jī)軸承常見問題及改進(jìn)措施

1.電廠汽輪機(jī)軸承的基本類型和主要用途

一般情況下，電廠汽輪機(jī)軸承主要分為推力軸承和支撐軸承兩種。其中推力軸承主要是用來對部分轉(zhuǎn)子軸向推力和軸向定位進(jìn)行承擔(dān)，在正常運(yùn)行的過程中，會承擔(dān)甩負(fù)荷時產(chǎn)生的反向軸線推力以及順氣流方向的部分軸向推力，為了防止出現(xiàn)靜摩檫力，要固定好轉(zhuǎn)子的位置。支撐軸承主要是用來對轉(zhuǎn)子的質(zhì)量進(jìn)行支撐，承擔(dān)轉(zhuǎn)子在不平衡的情況下出現(xiàn)的離心力。此外，軸承還承擔(dān)轉(zhuǎn)子徑向位置，使轉(zhuǎn)子和氣缸中心保持一致，保證汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的正常。

2.電廠汽輪機(jī)軸承常見的問題

2.1推力軸承常見的問題

當(dāng)推力軸承被損壞后，軸向的位移數(shù)據(jù)會提高，推力瓦的烏金溫度會升高，導(dǎo)致油溫度增加，嚴(yán)重時推力瓦塊會有冒煙的情況出現(xiàn)。究其原因，主要有下面幾個方面：

（1）在作業(yè)的過程中，機(jī)組瞬間甩負(fù)荷或中壓氣門錯誤關(guān)閉，都可能會導(dǎo)致推力軸承燒壞的情況出現(xiàn)。

（2）蒸汽質(zhì)量不高，葉片出現(xiàn)結(jié)垢的情況，在清理蒸汽葉片時由于清理力度過小也會導(dǎo)致這種情況出現(xiàn)。

（3）在汽輪機(jī)運(yùn)行的過程中，出現(xiàn)了負(fù)荷過大或者水擊的情況，處理蒸汽溫度降低時的方法不正確等都會導(dǎo)致推力軸承燒壞的情況出現(xiàn)。

（4）在使用油系統(tǒng)時，由于管理不到位，沒能及時對油系統(tǒng)中的雜質(zhì)進(jìn)行清理，導(dǎo)致推力瓦塊的油膜被破壞的情況出現(xiàn)。

（5）隔板汽封間隙過大，使得軸向的推力提高。

（6）當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子接地不正確時，軸線電流會導(dǎo)致推力瓦出現(xiàn)電腐蝕的情況。

（7）在改造機(jī)組時，實(shí)際的軸線推力理論計(jì)算值和理論值出現(xiàn)比較大的偏差，導(dǎo)致回油和進(jìn)油的管路尺寸擴(kuò)大不達(dá)標(biāo)，破壞了推力軸承。

（8）推力瓦塊、軸頸揚(yáng)度、推力盤平行度不達(dá)標(biāo)。

2.2氣流軸承出現(xiàn)激振

一般情況下下，氣流軸承出現(xiàn)激振主要有下面幾個方面的特點(diǎn)：

（1）超臨界蒸汽輪機(jī)入口處的蒸汽密度過大、蒸汽壓力鍋高，由于蒸汽渦流的干擾能力提供的能量和蒸汽的密度和軌跡上的激振點(diǎn)又直接的聯(lián)系，因此，蒸汽密度越高，越容易出現(xiàn)氣流激振。

（2）機(jī)組的轉(zhuǎn)子長、容量大，轉(zhuǎn)子撓度也比較大，剛性降低，轉(zhuǎn)子的自振頻率比較低，在激振頻率比較接近時，就會有振動出現(xiàn)。

（3）當(dāng)機(jī)組的負(fù)荷增加到某個值后，就會出現(xiàn)蒸汽自振蕩，如果不及時處理，需要在負(fù)荷降低到一定的數(shù)字后振動才會消失。

（4）氣流震蕩多出現(xiàn)在容量比較大的轉(zhuǎn)子上，在高壓缸氣流調(diào)節(jié)處氣流激振*嚴(yán)重。

2.3軸承振動

軸承振動是電廠汽輪機(jī)比較常見的問題，如果不及時處理，會導(dǎo)致汽輪機(jī)出現(xiàn)跳閘事故，一般情況下，導(dǎo)致軸承出現(xiàn)振動的原因主要有下面幾個方面：

（1）由于超臨界汽輪機(jī)入口蒸汽壓力過高，蒸汽密度大。而蒸汽的密度和軌道上的激振點(diǎn)又直接影響著蒸汽渦流的干擾能力，因此蒸汽密度越高，產(chǎn)生氣流激振就越嚴(yán)重。

（2）安裝轉(zhuǎn)子不合格，動靜部分的中心有偏差出現(xiàn)，在圓周上阻氣環(huán)和動葉復(fù)環(huán)之間存在較大的間隙，當(dāng)蒸汽從這些比較小的位置通過后，圓周壓力會失去平衡性，增加了蒸汽對轉(zhuǎn)子激振出現(xiàn)的概率。

（3）由于機(jī)組的轉(zhuǎn)子比較長，容量比較大，因此轉(zhuǎn)子的撓度相對來說也比較大，剛性會不太好，轉(zhuǎn)子的自振頻率也會隨之降低，在蒸汽對轉(zhuǎn)子作用的頻率比較接近時，就會出現(xiàn)振動。

（4）當(dāng)機(jī)組負(fù)荷增加到某個數(shù)值后，就會出現(xiàn)蒸汽激震蕩，如果處理不及時，當(dāng)負(fù)荷降低導(dǎo)致這個數(shù)值后，振動會逐步消失。

3.解決軸承問題的主要措施

3.1管理方面的控制

為了對汽輪機(jī)軸承的使用壽命進(jìn)行提升，就需要對管理進(jìn)行提升，要定期對汽輪機(jī)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，不斷對操作人員對事故的應(yīng)急處理能力和預(yù)判能力進(jìn)行提高。要提高瓦溫、壓力、振動、回油溫度等方面的監(jiān)督力度，將預(yù)防作為控制的重點(diǎn)，進(jìn)而對設(shè)備的**性進(jìn)行提升。*后，要提高對檢修過程的控制，確保檢修質(zhì)量。

3.2氣流激振動的管理措施

（1）要進(jìn)行汽輪機(jī)高調(diào)門流量特征試驗(yàn)，對閥門的調(diào)節(jié)品質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)閥門的具體特征和軸承振動的情況，調(diào)節(jié)閥門的順序。

（2）機(jī)組升負(fù)荷時，運(yùn)行人員要監(jiān)控好軸系振動，在軸承振動突然升到的報警值后，立即對機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行降低，或者進(jìn)行真空調(diào)整。

（3）利用檢修機(jī)組的機(jī)會，對一號軸承進(jìn)行提升，提升軸承的干擾抵抗能力。

（4）對轉(zhuǎn)子中心和氣缸進(jìn)行調(diào)整，防止氣缸中心和轉(zhuǎn)子運(yùn)行中出現(xiàn)偏移的情況。

（5）提高隔板和轉(zhuǎn)子直接的軸向間隙，在靜葉、噴嘴和動葉之間軸向間隙不斷增加的情況下，可以明顯降低氣流渦動的激振力，降低汽輪機(jī)的內(nèi)效率。

3.3其他方面的改進(jìn)措施

（1）油箱的控制。首先，要根據(jù)規(guī)定的要求進(jìn)行油系統(tǒng)和油箱的控制，要始終將油控制在規(guī)定的范圍中，定期對油箱進(jìn)行檢查，油量比較少的時候，要及時進(jìn)行補(bǔ)油，定期對油箱進(jìn)行濾水、放水和濾油操作。其次對油箱排煙風(fēng)機(jī)的入口門進(jìn)行調(diào)整，要保證油箱中有一定的負(fù)壓，對油氣進(jìn)行正常分離。*后，做好油質(zhì)的分析工作，定期根據(jù)具體的運(yùn)行情況，對出現(xiàn)的異常問題進(jìn)行處理。避免進(jìn)一步惡化的情況出現(xiàn)。

（2）輔助油泵的控制。在輔助油泵方面，在汽輪機(jī)停機(jī)和啟動前，要對所有的輔助油泵進(jìn)行試轉(zhuǎn)，并將啟動前的油泵連鎖試驗(yàn)做好。此外，要定期對油泵進(jìn)行檢查和試驗(yàn)，保證輔助油泵運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（3）冷油器。在操作冷油器前，要嚴(yán)格按照相關(guān)的監(jiān)護(hù)制度進(jìn)行開展，在切換或停用冷油器時，控制好潤滑油的油壓，并保證油溫的平穩(wěn)性，不允許有大的波動出現(xiàn)。*后，要防止冷油器的油側(cè)有冷卻水進(jìn)入，油壓稍微高出冷卻水壓即可。此外，在機(jī)組停機(jī)和啟動時，要防止冷卻水壓出現(xiàn)大的波動，定期對冷油器漏水的情況進(jìn)行檢測。

（4）要將汽輪機(jī)的軸承溫度控制在合理的范圍中，當(dāng)溫度突然上升時，要進(jìn)行停機(jī)檢查。此外，當(dāng)有軸瓦斷油或水沖擊等突發(fā)事件出現(xiàn)時，要及時停機(jī)檢查，將隱患進(jìn)行消除后，才可以重新進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，要對檢修工藝進(jìn)行提升，避免維修不到位，出現(xiàn)軸承損壞的情況。

（5）機(jī)組運(yùn)行的過程中，相關(guān)人員要做好軸承振動的監(jiān)視工作，當(dāng)軸承振動出現(xiàn)報警或突然升高的情況時，要立即將機(jī)組負(fù)荷降低到升高前的負(fù)荷。

4.結(jié)語

總而言之，汽輪機(jī)軸承作為汽輪機(jī)主要構(gòu)成部分，為了保證其運(yùn)行的正常性，需要不斷的對檢修水平、運(yùn)行水平、監(jiān)控水平進(jìn)行提高，積極的探索合理的解決方案，進(jìn)而保證汽輪機(jī)正常運(yùn)行。