汽轮发电机组轴承工作温度探讨

作者：bearingpower        发表时间：2010-12-12

汽轮发电机组轴承在高转速、重负荷下工作,必须减少摩擦,保证安全。一般汽轮发电机组轴承都是采用循环供油方式,以保证连续不断地供给压力和温度合适的润滑油。机组正常运行中,通常按现场规程执行35℃～45℃的轴承入口油温标准,以及与之对应的轴承最高允许工作温度指标(60℃～65℃)。但是在某种情况或机组采用短圆筒轴承,动压排油量较其它轴承少,或由于轴承负荷分配不均,或因受辐射热等影响,使得这类轴承在这种环境和工况下运行时的温度较其它轴承温度高许多(达到65℃以上),这一情况以新机组调试较为常见。当机组已接带负荷,唯有轴承温度较高而未有其它异常情况,此时既不甘就此停机检查和分析原因,又担心设备安全。为避免轴承温度升高到常规指标以上,引起乌金脱胎事故,很自然的采用降低轴承入口油温的措施,并可收到一定效果。但是,轴承润滑油入口温度降低到35℃或更低时,是不适宜的,这样做使得润滑油粘度增大、油膜厚度增加,从而减少了转子的偏心率,造成转子不稳,由此还可能使轴承产生振动。采用降低轴承入口油温的方法来降低轴承温度是有限度的,需慎重。汽轮发电机组所用巴氏合金轴承,工作温度在什么范围内合适?以及轴承最高允许工作温度值界定为多少度才恰到好处?尚无统一规定和标准。根据西屋金属制造厂的介绍,支持轴承乌金工作温度在66℃～99℃是正常的。该厂还把汽轮机轴瓦高温报警温度规定为107℃,并规定轴瓦温度升高到112℃时停止机组的运转。这与我国现行300 MW汽轮机运行导则之规定“轴承金属温度极限值为113℃”相吻合。上面这一组轴瓦温度控制指标虽然较高,但仍然远远低于巴氏合金开始变软的温度(130℃)和巴氏合金凝固终了的温度(240℃)。因此可相信,112℃以下的温度不会对轴瓦产生强度方面的危害,也不会由于轴瓦温度如此高、润滑油粘度降低而使轴承油膜抗载能力降低到有害程度。与此相反,因较高的轴瓦温度,使润滑油膜减薄,使轴承偏心距加大,可以增加机组运行的稳定性,对机组安全运行有益。经实测振动值表明,此时轴承工况更趋稳定。笔者有安装和检修多台机组的经历,多次遇到某些轴承稳定在70℃以上的工况长期运行,并经解体检查,均未发现因轴承温度超过70℃(实际达到78℃)高温而出现任何损坏迹象。此时检查测量圆筒形轴承半径间隙,虽未达到1d‰的技术标准或设备说明书中的要求值,但因已满足了0.0007d+0.008(转速与轴颈d的积小于50 000r／min mm)或0.0008d+0.01(转速与轴颈d的积大于50 000 r／min mm)式所给定的间隙指标要求,因此,本轴承未经任何处理即恢复运行,且情况正常.由以上西屋金属工厂关于轴瓦工作温度的一组数据指标及本人多年工作实践表明,汽轮发电机组的轴承最高允许工作温度不只是65℃。笔者经历了轴承温度在78℃情况下长时间运转而未发生异常的事实。因此,认为机组运行工作中,不必为了保持较低(65℃以下)的轴承温度而将其入口油温调整到35℃或更低,以及应避免或减少轴承入口油温在38℃以下的工况运行。实质上,这一温度(65℃)属轴承正常工作温度,完全可以保证轴承安全运转的需要,而轴承温度最高控制指标,可以借鉴西屋公司规定的82℃～87℃,即相当于轴瓦温度112℃,笔者在此就这一轴承正常工作温度指标和轴承工作时最高温度容许值的介定,和同行们探讨商榷,以利日后.当然,机组某一部轴瓦温度突然升高,哪怕温升未超过常规指标,或仅仅突然升高2℃～3℃,也可能是危险和不允许的,这属另外一种情况,另当别论。轴承温度最高控制值取决于温度测点布置的位置。如果测温传感元件是埋设在轴瓦体内,且在承载区靠近瓦壁处,它代表轴瓦温度。此时可相应提高轴承温度控制指标。如果轴承温度测点位置不能代表轴瓦温度,而只代表轴承油温,一般不宜提高温度控制值。因此,应根据某一机组的具体测点情况而定。