顺序阀运行方式下汽轮机瓦温偏高分析

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跳机值， 导致跳闸停机事故） 。因此将轴承瓦块 改为铜质瓦块不失为简单、 有效地降低轴承温度 的一种方法。 "# "! 调节级蒸汽作用力分析 在大型汽轮机中， 除高压缸调节级外， 其余级 均为全周进汽， 如果略去抽汽口等不均匀因素， 可 以认为动叶上的蒸汽作用力周向上是一致的， 因 此， 动叶上蒸汽作用的切向力， 只产生旋转， 对轴 承载荷不产生影响。 在汽轮机调节级部分弧段进汽情况下， 动叶 上的切向蒸汽作用力， 不仅使转子产生旋转输出 机械功， 并且还使转子产生平动， 导致轴承载荷发 生变化。 在图 * 中， 单个动叶上蒸汽作用力可以表示 为切向 ! " 和轴向 ! # 。调节级为冲动级， 动叶前 后的压差很小， 故轴向力主要是汽流力。在汽轮 机中， 动叶上的汽流轴向力较小， 这里暂且不予考 虑。对于动叶上的切向力， 依据力的平移原理， 将 得到大小、 方向与 ! " ! " 等效地移至转子的中心， 相同的等效力 ! $" ， 以及使转子旋转的力矩 % " 。 按此原理， 调节级动叶蒸汽作用力对转子总 的等效 切 向 力 应 是 各 动 叶 等 效 切 向 力 的 矢 量 和。 在顺序阀运行方式下， 低负荷时， 调节级的上 半部分 !、 如果略去 !、 " 喷嘴组同时进汽， "调 节汽门开度差等不对称因素， 认为!、 "喷嘴组对 应动叶的汽流力大小相等。因 !、 " 喷嘴组在垂 直中分方向上的对称性， 此时调节级动叶对转子 总的切向汽流力在垂直方向上相互抵消。水平方 向的等效汽流力不为零， 且随!、 "调节汽门开度 的增大而增大； 当!、 "调节汽门达到#调节汽门 即将开启时的最大开度时， 水平方向的等效汽流 力达到最大值。
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随着机组负荷的提高， #调节汽门开启， #喷 # 嘴组产生的等效切向力 ! %$ 将使对转子总的切向 与轴承静载荷合成后的轴承载 力 ! 的方向向上， 荷 ! 较!、 轴承的瓦块 "调节汽门全开时下降， 温度下降。进一步增大机组负荷， 开启 $ 调节汽 门， 此时 !、 " 喷嘴组对应动叶的汽流力已经减 小， 调节级汽流切向作用力逼近完全平衡状态， 轴 承的载荷退化成以静载荷为主。 如果在!、 不是开启#调 "调节汽门开启后， 节汽门， 而是$调节汽门， 轴承的载荷在$调节汽 门开启后进一步增大， 将使轴承的瓦块温度进一 步恶化。 +++++++++++++++++++,
"! 高压转子轴承运行数据分析
扬州第二发电有限责任公司 & 台汽轮机设有 " 个调节级喷嘴组， 从机头方向看喷嘴组的周向 编号如图 $ 所示。
图 $# 扬二机组喷嘴组布置与开启顺序
顺序阀控制时， 调门开启及喷嘴组的进汽顺 序是： （ 组） 同步开启， 然后 #、 （ 组） !、 "阀 $阀 顺序开启。 根据 $ 号机、 & 号机由单阀运行方式切换为 多阀顺序开启和多阀运行时， $ 号、 & 号轴承的瓦 块温度和调节汽门开度及机组功率之间的关系及 数据分析显示， 故障特点及相应推断如下。
"! 对瓦温偏高的机理分析
"# $! 轴承因素分析 对电站汽轮机这样工作转速基本稳定、 宏观 结构 （ 即轴颈直径、 宽径比 - . / 等） 确定的径向轴 承， 影响轴承瓦块温度的主要因素是轴承的安装 间隙、 载荷的大小与方向、 润滑供油压力等。美国 /01221034567 公司的试验研究表明： （ ) ）在正常运行情况下， 润滑供油量对可倾 瓦轴承的瓦块温度的影响较小， 因为轴承正常润 滑油量是由转轴旋转带入油楔， 而不是靠压力压 入， 过高的供油压力， 将使轴承侧漏油量增大； （* ）轴承安装间隙对瓦块温度的影响较为灵 敏， 增大轴承间隙， 在相同载荷和转速下明显降低 瓦块温度； （ + ）瓦块材料对瓦块温度的影响也较显著， 在相同试验条件下， 钢质瓦块的最高温度较铜质 瓦块高约 *", 。 扬州第二发电有限责任公司 * 台汽轮机的高 压转子轴承为 ( 瓦块可倾瓦轴承。由于该厂的轴 承间隙已较原设计增大了约 "8 )( 9 "8 *" ::， 而 轴承间隙过大， 有可能降低轴承的油膜刚度， 在机 组一次调频等负荷大幅度快速变化时， 将会引起 轴承振动增大 （ 如： 安徽合肥第二发电厂的 ;<< +&" #$ 机组一次调频运行时， 出现了轴振超过
# # 扬州第二发电有限责任公司一期工程装有 & 台美国西屋公司制造的 6F"S53T% 型亚临界、 反动 式为主、 四缸四排汽的 ’%% 12 汽轮机， 调节级设 有 " 个喷嘴组， 以单阀节流模式实现调节级全周 进汽和以多阀顺序开启模式实现调节级喷嘴配 汽。 在机组启动阶段， 以全周进汽方式使高压缸 进汽部分均匀加热， 减小不均匀加热产生的不对 称热变形和热应力产生的寿命损耗， 缩短启动时 间； 在正常运行时， 以喷嘴调节方式， 保证机组运 行的经济性。 运行发现： 在单阀节流模式切换至多阀顺序 开启的喷嘴配汽模式时， 高压转子的 & 个径向支 承轴承的瓦块温度明显升高， 特别在!、 "调门全 开、 调门小开度情况下， 瓦温升高幅度达到甚至 # 超过 $0 U &0V 。因高压转子径向轴承瓦温的基 础值较高 （ 约 40 U T%V ） ， 致使切换时瓦温超过报 警值， 危及机组的运行安全。
孙! 军! 顺序阀运行方式下 !"" #$ 汽轮机瓦温偏高分析
%& （ 总 ’(’ ）
（ ) ）无论在单阀切换至多阀， 还是多阀运行， 当调门到达一定开度后， 高压转子的 ) 号、 * 号轴 承的瓦块 温 度 几 乎 同 步 变 化， 一侧瓦块的温度 升高， 另一侧则下降， 但降低幅度远小于升高幅 度， 说明轴 承 瓦 温 的 变 化 与 调 节 级 的 进 汽 方 式 及调门开 度 有 关， 可基本排除调节级非全周进 汽高压缸进汽部分受热不匀产生的热变形影响 因素。 （ * ）在机组由单阀运行切换至多阀运行时， 高压转子径向轴承瓦块温度变化时， 推力轴承的 瓦块温度也有所变化， 但温度变化不大， 可以推断 在调节级进汽方式改变时， 整个高压转子轴向推 力改变的幅度不大。 （ + ）在单阀运行切换至多阀运行和多阀控制 变负荷运行时， * 号轴承瓦块温度的变化强于 ) 号轴承， 其中在!、 "调门接近全开和#调门小开 度时， )、 * 号轴承的瓦块温度达到最大值， 与全周 进汽时相比， 最大温度增值约达 *&, 。
第 !" 卷# 第 $% 期 &%%’ 年 $% 月
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顺序阀运行方式下 !"" #$ 汽轮机瓦温偏高分析
孙! 军
（ 扬州第二发电有限责任公司， 江苏 扬州# &&0$!$ ） 摘! 要： 分析了 & 台西屋 ’%% 12 汽轮机在顺序阀运行方式下高压转子径向轴承的瓦温偏高问题， 认为这主 要与调节级进汽方式有关， 而解决调节级部分进汽工况下蒸汽作用力的周向均匀分布， 在机组中、 低负荷时调 节级喷嘴组改为间断性交叉进汽是最为有效的方法。在征询西屋公司改造的可行性并进行调研论证后， 进行 了现场试验， 试验结果表明瓦温下降显著。 关键词： ’%% 12 汽轮机； 顺序阀； 轴承； 温度 作者简介： 孙# 军 （ $34&5） ， 男， 工程师， 从事发电厂汽轮机设备管理工作。 中图分类号： 67&’!+ ’"# # 文献标识码： 8# # 文章编号： $%%$530&3 （ &%%’ ） $%5%%4"5%!