330mw機(jī)組低壓缸軸瓦溫度缺陷分析

330mw機(jī)組低壓缸軸瓦溫度缺陷分析

1分缸與軸瓦結(jié)構(gòu)及測(cè)溫元件的布置3號(hào)發(fā)電廠的功率為ps30-17.75、540、540噸亞臨界、一次中間加熱、三池雙汽、凝汽汽車。機(jī)組允許長(zhǎng)期運(yùn)行負(fù)荷為零時(shí)背壓為0.008MPa.a，滿負(fù)荷時(shí)背壓為0.016MPa.a，機(jī)組跳閘時(shí)的保護(hù)背壓為0.021MPa.a。汽輪機(jī)采用高、中壓汽缸分缸，低壓缸對(duì)稱分流布置。汽輪機(jī)高、中壓缸軸承座固定在臺(tái)板上，低壓外缸放在臺(tái)板上，臺(tái)板放在固定于機(jī)座的墊板上。高、中壓轉(zhuǎn)子軸承放置在落地軸承箱內(nèi)，低壓轉(zhuǎn)子軸承分別設(shè)置在低壓缸的前后端上，低壓缸軸承由上下瓦兩部分構(gòu)成。高、中、低壓轉(zhuǎn)子6個(gè)軸承為橢圓形軸承，軸承形式布置為雙層結(jié)構(gòu)，軸承內(nèi)層為軸瓦本體，靠近低壓缸側(cè)稱前軸瓦，遠(yuǎn)離低壓缸側(cè)稱后軸瓦。外層為軸瓦套．軸承下瓦套下部設(shè)有一塊可調(diào)整的支撐墊鐵。軸瓦體下部靠近烏金面前后端各設(shè)置一支測(cè)量軸承金屬溫度的埋入式雙支熱電偶，并將該測(cè)溫元件的接線引至汽機(jī)本體接線盒，測(cè)溫元件具有良好的抗震性能。各軸承設(shè)計(jì)金屬溫度不超過(guò)90℃汽輪機(jī)各軸承報(bào)警溫度95℃，跳機(jī)溫度為110℃，軸承烏金材料允許在115℃以下運(yùn)行。2系統(tǒng)正常運(yùn)行該機(jī)組啟動(dòng)為中壓缸啟動(dòng)方式，首次沖車過(guò)程中，隨著汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速升高，5、6號(hào)軸承溫度逐漸升高，機(jī)組定速后，汽輪機(jī)組除5、6號(hào)軸瓦溫度外各參數(shù)均正常。當(dāng)系統(tǒng)真空達(dá)機(jī)組正常運(yùn)行要求時(shí)，6瓦后瓦溫度高達(dá)109℃，其前后瓦溫差也達(dá)24℃，5號(hào)軸瓦溫度也處于高限值。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間空負(fù)荷運(yùn)行觀察，6瓦瓦溫始終接近跳機(jī)溫度值沒(méi)有下降趨勢(shì)，機(jī)組在不同轉(zhuǎn)速及真空下5、6號(hào)前后瓦溫度變化數(shù)值見(jiàn)表1所示。3機(jī)組通過(guò)良好的控制軸瓦溫度，發(fā)生嚴(yán)重的嚴(yán)重事故機(jī)組軸瓦溫度接近高限運(yùn)行嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行，是機(jī)組試運(yùn)過(guò)程中的不安全因素，如不采取可靠措施控制機(jī)組接近跳機(jī)值運(yùn)行的軸瓦溫度，隨時(shí)可能發(fā)生潤(rùn)滑油油質(zhì)惡化、機(jī)組振動(dòng)、軸瓦烏金燒毀、汽輪機(jī)動(dòng)靜碰磨、轉(zhuǎn)子軸頸損傷等一系列嚴(yán)重的連鎖事故。所以必須處理好該機(jī)組軸瓦溫度高、前后瓦溫差大缺陷，才能滿足帶負(fù)荷繼續(xù)運(yùn)行的要求，是機(jī)組長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行的必要條件。4系統(tǒng)真空對(duì)軸瓦溫差值的影響查閱機(jī)組低壓缸軸瓦現(xiàn)場(chǎng)裝配資料，5、6號(hào)軸瓦下墊鐵安裝、軸瓦標(biāo)高均符合廠家標(biāo)準(zhǔn)要求，各軸瓦的間隙值也符合規(guī)范，軸瓦進(jìn)、回油量處于正常范圍內(nèi)，5、6號(hào)軸瓦瓦振、軸振均在3絲以下。據(jù)此可以排除軸瓦溫度高由以上因素引起。通過(guò)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中觀察5、6號(hào)軸瓦溫度變化與系統(tǒng)真空有密切關(guān)系，從軸瓦溫度變化趨勢(shì)中可以看出，改變系統(tǒng)真空對(duì)瓦溫變化有相當(dāng)大的影響，機(jī)組真空增大時(shí)，5、6號(hào)瓦溫差值也增大，當(dāng)機(jī)組真空達(dá)-82kPa時(shí)，6號(hào)瓦溫度已迫近廠家規(guī)定的停機(jī)值（110℃），6號(hào)軸瓦前后軸瓦溫差高達(dá)24℃。以上數(shù)據(jù)為下一步分析處理問(wèn)題提供了有利依據(jù)。該機(jī)組低壓缸軸瓦由軸承座、下部墊鐵、瓦套、支承軸瓦組成，原始安裝時(shí)底部墊鐵沒(méi)有斜度，所以軸瓦安裝在水平面上。當(dāng)機(jī)組運(yùn)行系統(tǒng)抽真空時(shí)，由于低壓缸材質(zhì)較軟，剛度不足，低壓缸受大氣壓力影響而向下變形，隨系統(tǒng)真空提高變形量越來(lái)越大，因此低壓缸的中心形成一個(gè)向下的撓度曲線。由于低壓轉(zhuǎn)子軸瓦座落在低壓缸上，所以6號(hào)軸瓦向相對(duì)低壓缸中心方向傾斜，后軸瓦烏金面與轉(zhuǎn)子軸頸接觸面加大，軸瓦后端承力超載，軸瓦前端承載減少，整個(gè)軸瓦載荷不均勻，這就是造成軸承后瓦溫度高且前后端溫差大的主要原因（圖1、2所示）。5斜度的調(diào)整來(lái)消除旋轉(zhuǎn)軸瓦溫度為了消除機(jī)組運(yùn)行的軸瓦不安全隱患因素，必須降低低壓缸軸瓦溫度，減少軸瓦前后瓦溫差，以增加機(jī)組軸瓦的穩(wěn)定性，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)問(wèn)題原因分析結(jié)果，參考廠家建議，提出現(xiàn)場(chǎng)處理軸瓦溫度高及前后瓦溫差大問(wèn)題的方案：重新調(diào)整6號(hào)軸瓦狀態(tài)，將底部墊鐵取出，加工成帶有一定斜度的斜墊，爭(zhēng)取做到在機(jī)組正常真空狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，軸瓦傾斜成水平狀態(tài)，以此斜度值來(lái)補(bǔ)償系統(tǒng)抽真空后軸瓦的傾斜度，低壓缸變形產(chǎn)生的撓度恰好使前后軸瓦烏金面與轉(zhuǎn)子軸頸充分接觸，使軸瓦載荷均勻，保證軸頸與軸瓦充分接觸，不僅可以降低軸瓦溫度，同時(shí)還可以消除前后瓦產(chǎn)生的溫差（圖3、4所示）。具體方案為將該軸瓦下部墊塊取出，加工成后側(cè)比前側(cè)小10絲的楔形塊，不改變軸瓦標(biāo)高，然后按標(biāo)準(zhǔn)要求裝配。經(jīng)處理后啟動(dòng)觀察，此次處理效果不明顯，機(jī)組定速后，低壓缸軸瓦溫度依舊偏高。具體數(shù)值見(jiàn)表2所示。從表2中數(shù)據(jù)可以看出，5、6號(hào)前后瓦溫在同樣工況方式下基本沒(méi)有變化，真空為-82kPa時(shí)，6瓦后瓦溫度依然達(dá)到108℃，前后瓦溫差依舊很大，說(shuō)明調(diào)整后的楔形塊的斜度不足，機(jī)組處于高真空運(yùn)行時(shí)，軸瓦仍處于傾斜狀態(tài)，軸瓦載荷仍不均勻。根據(jù)此次處理經(jīng)驗(yàn)，下次處理時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮加大該墊塊的斜度值，才可從根本上徹底解決該問(wèn)題。6確定方案及結(jié)果改變軸瓦墊塊斜度值10絲啟動(dòng)后低壓缸軸瓦溫度沒(méi)有達(dá)到理想效果，說(shuō)明該次斜墊斜度值偏小，要想解決該機(jī)組軸瓦偏高的問(wèn)題，滿足機(jī)組運(yùn)行要求，必須再次采取措施進(jìn)行處理。但停機(jī)后汽機(jī)內(nèi)缸溫度達(dá)260℃，且發(fā)電機(jī)內(nèi)部已充氫，按正常操作程序需待缸溫降至150℃以下，停潤(rùn)滑油、頂軸油、密封油、發(fā)電機(jī)氫置換后才能取出軸瓦下部楔形塊。整個(gè)步序至少需要6天時(shí)間，這就嚴(yán)重影響機(jī)組試運(yùn)的工期安排。為不延誤機(jī)組試運(yùn)進(jìn)度，必須采取立即進(jìn)行處理而又不影響機(jī)組安全的方案，才可以保證機(jī)組按計(jì)劃順利進(jìn)行下一步試運(yùn)計(jì)劃。經(jīng)商討后確定具體方案為：在該缸溫下停潤(rùn)滑油、頂軸盤車系統(tǒng)，不停密封油系統(tǒng)，保持空氫側(cè)油箱高油位運(yùn)行，維持當(dāng)前氫壓密封氫氣不外泄，短時(shí)間內(nèi)對(duì)6號(hào)軸瓦潤(rùn)滑油進(jìn)油口加堵板，加堵工作結(jié)束后啟動(dòng)各油系統(tǒng)手動(dòng)盤車180度靜止轉(zhuǎn)子，確保汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)子不產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象。然后再進(jìn)行6瓦缺陷處理工作。經(jīng)實(shí)踐證明停潤(rùn)滑油系統(tǒng)切斷密封油供油油源，關(guān)閉氫側(cè)密封油箱自動(dòng)、手動(dòng)補(bǔ)排油閥門，靠密封油自身油量可以保證30min內(nèi)密封效果良好，這樣就可以免除發(fā)電機(jī)排氫同時(shí)進(jìn)行6瓦消缺工作，為機(jī)組缺陷處理爭(zhēng)取了寶貴時(shí)間。參照上次處理經(jīng)驗(yàn)及處理結(jié)果，改變6號(hào)瓦墊塊10絲斜度，并沒(méi)有改變?cè)撏叩某休d能力，兩次啟機(jī)工況狀態(tài)下，6瓦承載始終偏大且承載不均勻。所以應(yīng)繼續(xù)加大6號(hào)軸瓦底部墊片斜度值以改變?cè)跈C(jī)組抽真空狀態(tài)下的承載情況。此次處理方案為：不改變軸瓦標(biāo)高，下部墊鐵由原來(lái)的10絲斜度加大為25絲，要求墊鐵由專業(yè)磨床進(jìn)行加工，保證墊鐵斜度精確度。墊鐵經(jīng)磨床加工后測(cè)量前后斜度為24.5絲，重新裝配后機(jī)組再次啟動(dòng)，5、6號(hào)軸瓦溫度及前后瓦溫度有了顯著改善，此次處理達(dá)到了預(yù)期目的，取得了良好效果。詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。從表3可以看出第二次改變墊鐵斜度裝配后，經(jīng)過(guò)改變系統(tǒng)真空試驗(yàn)，系統(tǒng)真空大幅變化時(shí)，5、6號(hào)瓦溫基本未發(fā)生改變，與以往同工況條件下對(duì)比，該次處理后6號(hào)后軸瓦溫度降低了23℃，溫差也縮至14℃以內(nèi)，取得了明顯的效果，從根本上解決了低壓缸瓦溫受系統(tǒng)真空影響的問(wèn)題。對(duì)機(jī)組能夠順利投產(chǎn)發(fā)電具有重大意義。7低壓缸軸瓦溫調(diào)整建議通過(guò)兩次改變軸瓦底部墊鐵的斜度值，成功處理了低壓缸軸瓦溫度高的缺陷。由于該類型機(jī)組低壓缸缸體比較軟，在抽真空狀態(tài)下容易變形，所以瓦溫受真空影響比較明顯。機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，低壓缸兩軸瓦溫度仍高于其他各軸瓦溫度，為了確保機(jī)組在正常運(yùn)行過(guò)程中瓦溫不超標(biāo)，在運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)注意機(jī)組的運(yùn)行方式，做好防止低壓缸軸瓦溫度高的預(yù)防措施，以下給出能保證機(jī)組持續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行的一些建議。(1)在保證機(jī)組瓦溫在允許范圍內(nèi)，盡可能提高系統(tǒng)真空值，確保機(jī)組熱效率。(2)在冬季工況下運(yùn)行時(shí)，由于環(huán)境溫度較低，機(jī)組系統(tǒng)真空相對(duì)較高，此時(shí)可以通過(guò)增大軸封溢流閥開(kāi)度來(lái)降低軸封供汽壓力，相對(duì)降低系統(tǒng)真空，以此來(lái)控制低壓缸軸瓦溫度。(3)機(jī)組夏季工況下，盡可能保證潤(rùn)滑油供油溫度在合理范圍內(nèi)，以保證機(jī)組正常運(yùn)行，瓦溫等各項(xiàng)參數(shù)不超標(biāo)，建議機(jī)組盡量保持潤(rùn)滑油進(jìn)油溫度40℃運(yùn)行，對(duì)低壓缸瓦溫控制較為有利。(4)根據(jù)6號(hào)軸承后瓦瓦溫與低壓缸軸封供汽溫度變化曲線（圖5）可以看出：軸封供汽溫度上升6瓦后瓦溫度相應(yīng)升高，軸封供汽溫度下降6瓦后瓦溫度