某船用汽轮发电机组行星轴烧毁故障分析及处理.docxVIP

某船用汽轮发电机组的滑油系统主要作用是向汽轮发电机组各轴承、齿轮箱等提供润滑油，向调节系统等提供压力油。

该系统主要由主油泵、电动油泵、电动辅油泵和滑油管路等部套组成。

机组在启动、停机及盘车状态下，润滑油的供给主要依靠电动油泵；机组正常运行时，润滑油由机带主油泵提供。

机带主油泵由汽轮机直接驱动，在机组启动与停机过程中，调节油压随转速变化，调节油压力上升到设定值时，电动油泵自动停止，调节油压力下降到设定值时，电动油泵自动启动。

机组在启动与停机过程中，电动油泵出现故障，润滑总管油压下降到设定值，电动辅油泵自动启动为润滑系统提供滑油，保证机组安全停机。

机组局部润滑油系统如图1所示。

本文针对某船用汽轮发电机组在首次动车过程中出现的齿轮箱行星轴烧毁的故障，对故障原因进行了分析，对单向阀进行了改进，对行星轴进行了更换，消除了齿轮箱行星轴烧毁的故障。

一、故障现象

机组进行首次动车试验时，当汽轮机转速达到～6000r/min时，电动油泵与机带主油泵切换，切换油压～1.1MPa。

切换后，调节系统油压迅速下降至～0.76MPa，电动油泵立刻启动，调节系统油压上升至1.1MPa以上，电动油泵停止，调节系统滑油压力又下跌至～0.76MPa，电动油泵再次启动。

如此反复10多次。

由于电动油泵反复启停，于是紧急停机。

汽轮机转速下降至～5500r/min时，电动油泵未正常启动。

手动开启电动辅油泵，并迅速对机旁控制箱进行检查，发现电动油泵热继电器跳闸，于是立即手动合闸，启动电动油泵。

此时汽轮机转速从～1100r/min迅速下降至0r/min。

停机后，开启盘车装置，发现汽轮发电机组盘车装置无法顺利盘车。

整个过程持续时间～2min。

整个过程油压转速等试验数据如图2（上图）所示。

图2中，从13:09:31开始作为0点计时。

机组转速从13:11:07（96s）开始下降，至13:12:58（207s）降至0r/min，惰走时间111s，即1min51s。

调节油压在13:11:04（93s）前大幅度波动，波动范围为0.687MPa～1.195MPa，波动幅度为0.508MPa。

调节系统滑油压力在13:11:04（93s）从1.19MPa开始迅速下降，2s后（13:11:06）下降至电动油泵启动压力0.8MPa以下，为0.679MPa，此时，电动油泵无法正常启动。

13:11:08（97s），减速器润滑油压下降至0.118MPa。

按照机旁控制箱程序，此时电动辅油泵应自动启动，但由于电动辅油泵正处于手动启动状态，因此未自动启动。

13:11:34（123s）电动辅油泵手动开启，13:11:36（125s）电动辅油泵出口油压为0.0506MPa。

而此时调节系统滑油压力继续下降，减速器润滑油压有所回升，为0.067MPa。

13:12:38（187s）后减速器油压从0.083MPa再次开始下降，直至13:12:43（192s）电动油泵再次启动，3s（13:12:46）后，调节系统油压从0.015MPa开始上升至0.735MPa，减速器润滑油压从0.043MPa上升至0.176MPa。

现场对汽轮机部分、减速器、发电机部分进行拆检，经检查发现：

汽轮机前后轴承、发电机前后轴承无明显拉毛或烧蚀现象；减速器三根行星轴烧毁严重；行星轮内部局部区域存在拉毛现象。

减速器行星轴拆检照片如图3所示。

检查减速器箱体内部，发现下箱体内存在较多巴氏合金粉末，现场照片如图4所示。

该巴氏合金粉末为行星轴在断油状态下，行星轮与行星轴碾压脱落的粉末。

二、故障分析

1、电动油泵无法自动启动原因分析

按照控制箱设计，电动油泵电机功率为22kW，通过断路器、交流接触器、热继电器来控制电动油泵电机，P=1.732UIcosφ，cosφ=0.8，断路器设置保护值为1.5IA，热继电器设置保护值为1.2IA。

正常情况下，在机组启动过程中，滑油压力逐渐升高，当调节系统滑油压力升高至1.1MPa时，滑油压力继电器断开电动油泵，电动油泵停止工作。

在机组停机过程中，滑油压力逐渐降低，当调节系统滑油压力降低至0.8MPa时，滑油压力继电器接通电动油泵，电动油泵开始工作。

在试验过程中，由于调节系统油压频繁波动到0.8MPa和1.1MPa以上，造成交流接触器频繁动作，电动油泵随之频繁启停。

电机在断电重合闸瞬间会产生巨大冲击电流，导致热继电器过载跳闸，电动油泵断电后无法自动启动。

由于电动辅油泵处于手动启动状态，也没有自动启动。

2、调节系统油压下降原因分析

机组油路系统中设置2个单向阀，结构图如图5所示。

一个单向阀（通径DN80）用于向注油器供油。

当电动油泵工作时，电动油泵出口高压油通过单向阀