趙廣勛¹　瞿麗莉²　張小鋒¹　黨龍¹
（1.陜西華電（蒲城）發(fā)電有限責(zé)任公司；2.西安熱工研究院有限公司）

　　摘　要：某進口型汽輪機主油泵驅(qū)動軸發(fā)生斷裂事故，從機組歷史數(shù)據(jù)查起，經(jīng)主油泵外觀檢查，解體檢查，歷史檢修情況檢查等步驟，分析認為引起機組跳閘原因為主油泵故障使出口油壓下降，造成安全油壓失去，機組跳閘；主油泵故障原因為主油泵驅(qū)動軸斷裂；斷裂原因為驅(qū)動軸斷口部位無加工倒角，斷裂部位發(fā)生在軸端和法蘭R角處，在高速轉(zhuǎn)動中容易產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，成為薄弱部位，經(jīng)過長期運行后材質(zhì)疲勞出現(xiàn)裂紋，Z終裂紋擴大造成斷裂；針對此給出了整改建議。
　　關(guān)鍵詞：汽輪機；主油泵；斷裂；分析；建議

　　0　前言
　　對整個汽輪機系統(tǒng)而言，汽輪機的主油泵是其主要組成部分，其主油泵的軸承一端由傳動，讓另一端轉(zhuǎn)動。其軸承在汽輪機主油泵上主要功能：是能夠提供給軸承一定的潤滑；第二為讓軸承能有時間進行冷卻；第三發(fā)電機能夠得到其密封用油；汽輪機主油泵的軸承出現(xiàn)失常的主要類型有腐蝕、漏脂、剝落和斷裂^[1]，其中斷裂對機組影響較大，所以專門研究斷裂原因并針對原因采取預(yù)防方案很有必要。
　　1　系統(tǒng)及事件簡介
　　某電廠配有國外進口的汽輪機，主油泵驅(qū)動裝置由兩根泵軸構(gòu)成：空心軸（傳動軸）與實心軸（驅(qū)動軸），材質(zhì)為25Gr2MoV。實心軸一端與汽輪機轉(zhuǎn)子用齒形聯(lián)軸器連接，另一端與空心軸采用緊力配合，且與調(diào)速齒輪用4個銷子，4個螺栓連接?？招妮S上裝有主油泵葉輪，且空心軸與主油泵推力盤為一體加工制作，調(diào)速齒輪套裝在主油泵空心軸上，與空心軸采用緊力配合，并裝有止動銷。
　　事件發(fā)生前，機組負荷63.8MW，主蒸汽流量308t/h，工業(yè)抽汽流量75t/h，無任何操作，隨后機組跳閘，首出原因為：“發(fā)電機主保護動作”。機組停機后從歷史數(shù)據(jù)查看判斷為主油泵故障導(dǎo)致油壓低汽機跳閘，隨后對主油泵進行了外觀和解體檢查。
　　2　歷史數(shù)據(jù)檢查
　　查閱汽機轉(zhuǎn)速、掛閘油壓等歷史曲線，機組跳閘前1秒汽機轉(zhuǎn)速下降至1046r/min，安全油壓降低至1.03MPa，機組一次調(diào)頻動作，查閱事故追憶記錄，“掛閘油壓失去”、“主汽門關(guān)閉信號”分別于事件前1s、事件發(fā)生時發(fā)出，事件發(fā)生時ETS系統(tǒng)首出“發(fā)電機主保護動作”機組跳閘，分析為“汽輪機安全油壓喪失”條件滿足，保護動作，聯(lián)跳發(fā)電機（汽輪機聯(lián)跳發(fā)電機大聯(lián)鎖邏輯為：“汽機主汽門關(guān)閉”或“掛閘油壓失去”聯(lián)跳發(fā)電機）。
　　3　主油泵外觀檢查
　　汽機投入盤車后，揭開前箱測速裝置處上蓋，發(fā)現(xiàn)測速齒輪無轉(zhuǎn)動，手動旋轉(zhuǎn)測速齒輪能自由轉(zhuǎn)動；測速齒輪壓蓋及緊固螺栓緊固完好，無斷裂、脫開現(xiàn)象，前箱內(nèi)無異物。
　　揭開主油泵聯(lián)軸器處上蓋，檢查主油泵驅(qū)動軸與汽輪機轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器螺栓無松脫、斷裂，外露驅(qū)動軸跟隨汽輪機轉(zhuǎn)子一同轉(zhuǎn)動，根據(jù)現(xiàn)象初步判斷為油泵葉輪、測速裝置與油泵驅(qū)動軸脫開。
　　4　主油泵解體檢查
　　（1）解體主油泵后檢查發(fā)現(xiàn)，主油泵軸在一側(cè)發(fā)生斷裂，斷成軸、軸頭和法蘭三件，見圖1；
　?。?）主油泵驅(qū)動軸為整體加工，驅(qū)動受力端中空并有連接法蘭盤，斷裂處在驅(qū)動盤根部，斷口處結(jié)構(gòu)見圖2，斷口1和斷口2見圖3和圖4，三件斷裂樣品的斷面均不平整，為老舊疲勞斷面；
　?。?）斷裂部位發(fā)生在軸端和法蘭R角處，R角處無明顯倒角，見圖3和圖4；

　?。?）軸、軸頭和法蘭三件斷裂樣經(jīng)便捷式定量光譜檢測，成分基本相同[2，3]，鉻（Cr）含量1.65-1.97%，錳（Mn）含量0.46-0.51%，鉬（Mo）含量0.28-0.30%，釩（V）含量0.14-0.22%。
　　5　以往檢修情況檢查
　　Z近一次檢修為3年前，設(shè)置檢修項目為“主油泵軸向推力間隙調(diào)整，主油泵聯(lián)軸器找中心”。未設(shè)置金屬監(jiān)督檢查及驗收項目，文件包中也未對主油泵傳動軸套、驅(qū)動軸各部套的檢修工藝標準作出明確要求。
　　6　原因分析
　?。?）主油泵軸斷面三件，斷面不平整，均為老舊疲勞斷面，時間先后順序無法判斷。主油泵驅(qū)動軸驅(qū)動力矩主要靠斷口1處環(huán)形母材傳輸，檢查斷口1、2部位均無加工倒角，斷裂部位發(fā)生在軸端和法蘭R角處，在高速轉(zhuǎn)動中容易產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中[4，5]，成為薄弱部位，經(jīng)過長期運行后材質(zhì)疲勞出現(xiàn)裂紋，Z終裂紋擴大造成斷裂。
　　（2）機組大小修時，雖曾進行過檢查，但因傳動軸與驅(qū)動軸為兩層套裝