引進型300mw機組4號軸瓦溫度過高的處理

引進型300mw機組4號軸瓦溫度過高的處理

沙角a車間4號和5號機組是上海機械廠和哈曼廠生產(chǎn)的300mw機組。從1992年、1993年投產(chǎn)以來,機組軸瓦溫度一直過高,下瓦出現(xiàn)鎢金碾壓和磨損現(xiàn)象,影響了機組的安全、經(jīng)濟運行。在這10年里,我們一直對這個問題進行研究、分析,總結出一套軸瓦檢修經(jīng)驗和判斷事故及其處理的具體方法,并實施在4號、5號機組上,取得了當入口油溫為40℃時,鎢金溫度能控制在81℃以下的良好效果。1沙角a工廠的軸向配置沙角A電廠引進型300MW機組的軸系共有7個瓦,其布置見圖1。2瓦溫過高的原因2.1軸瓦載荷過高比壓過高是造成鎢金溫度高的直接原因,為此,在設計軸瓦時,不僅對比壓有嚴格控制,而且對聯(lián)軸器找正做出明確的規(guī)定。設計軸瓦時比壓計算較為簡單,但實際運行時,由于各軸承座標高變化,軸瓦載荷會發(fā)生顯著轉移,造成設計比壓不高的軸瓦在運行中承受過高的比壓,引起溫度過高。檢查運行機組軸瓦載荷(比壓)目前有以下幾種方法:a)軸承座標高運行中軸瓦載荷不僅決定冷態(tài)找正(軸承座標高)狀態(tài),而且還受機組結構影響,因為機組各軸承座結構不同,運行中標高將發(fā)生不同的變化,造成軸瓦載荷不同的轉移,使某個軸瓦載荷過高。當前還難以判斷運行中各軸承座標高相對的變化量及方向,某些測試結果和檢修經(jīng)驗可供參考,但主要依據(jù)運行中瓦溫的變化量來判斷載荷轉移的大致量值。b)頂軸油壓值目前一般大機組都裝有頂軸油壓,而且各發(fā)電廠軸瓦都裝有油壓表,運行狀態(tài)下,頂軸油壓值間接反映該瓦油膜壓力,即軸瓦載荷,為此,運行人員對運行狀態(tài)下軸瓦頂軸油壓較為關注,而且照此壓力來判斷運行中軸瓦載荷大小。事實上,頂軸油壓高的軸瓦瓦溫未必高,相反,頂軸油壓很低,甚至有油壓為零的軸瓦,瓦溫反而較高或很高,其原因是運行中的頂軸油壓值主要決定于頂軸油管上逆止門的嚴密性,此時注意壓力表所在位置,而且油壓的高低還與軸頸在軸瓦內的位置有關。c)鎢金溫度鎢金溫度與軸瓦載荷直接有關,但鎢金溫度高不是軸瓦載荷高的惟一原因,因此還要區(qū)分其它故障引起瓦溫高(這一點會作進一步分析)。d)翻瓦檢查根據(jù)瓦鎢金碾壓程度、■色、磨損狀況,可大致判斷運行中該瓦載荷(比壓)的大小。進行這種判斷必須依據(jù)多年的運行、檢修經(jīng)驗,才能做出正確的判斷,因為瓦溫高,振動大,油質差,也會引起上述現(xiàn)象。軸瓦載荷過高引起下瓦過載,在鎢金上留下痕跡的最大特征是鎢金變黑,有明顯碾壓,但無劃痕和起皮;如果瓦溫高即形成起皮,鎢金發(fā)白,明顯可以看出鎢金軟化而留下殘痕。據(jù)沙角A電廠4號、5號機組4號瓦的多次翻瓦檢查,顯然是屬于過載留下的磨痕,有時也有起皮,這就是運行中鎢金溫度超過105℃后,鎢金軟化留下的痕跡。2.2刮瓦不是精車的形線很多電廠都有傳統(tǒng)的刮瓦工藝和經(jīng)驗,但這些工藝和經(jīng)驗長期以來沒有從潤滑理論系統(tǒng)來總結和提高,有些做法在目前看來是錯誤的,但仍然在沿用,比如人為修刮接觸角,修刮油囊的做法。筆者認為最好的做法是精車后不要進行刮瓦,軸瓦檢修中也盡量不要刮瓦,如果非要刮瓦不可,采用的惟一標準是刮瓦接近精車的形線。判斷方法是軸頸放入下瓦,盤動轉子2～3圈后,翻出下瓦,下瓦鎢金留下磨痕應軸向均勻,下瓦中心附近接觸較重,中心線兩側距左右中分面越遠,接觸點漸輕。接觸點夾角不超過50°,在運行中可以較好地形成油楔,明顯降低鎢金溫度,我們把這種做法實施在4號、5號機組上,取得了良好的降溫效果,但是,當軸瓦載荷過高時,該措施效果不明顯,它的作用只能消除原刮瓦工藝不佳引起的瓦溫過高。所謂刮瓦工藝不佳是指軸頸與軸瓦接觸分界線處形成了臺階,阻礙潤滑油進入下軸瓦,引起磨擦而造成發(fā)熱量增大,而且下瓦由于油量減少,熱量不能充分帶走,瓦溫必然升高,甚至燒瓦(造成這個原因是長期以來,刮瓦工藝沒有明確的方法和執(zhí)行標準)。2.3過高引起瓦溫過高由于球面緊力過大和支承下瓦底座軸向剛度不對稱等原因,運行中軸頸與軸瓦軸向單邊承力,使軸瓦局部載荷過高,從而引起瓦溫過高,這種現(xiàn)象只要翻出下瓦,觀察接觸痕跡即可查明。綜上所述,結合4號、5號機組4號瓦的實際狀況,可以得出:引起4號瓦溫度過高的主要原因是4號瓦載荷過高所致。34由于號瓦負荷過高，處理方法和方法根據(jù)多年的檢修經(jīng)驗和相關的計算分析,初步查明引進型300MW機組4號瓦載荷過高的原因。3.1軸瓦比壓對溫度過高的影響由于下瓦在軸向長度內開有寬度為33mm的油槽,使下瓦形成長度為260mm的主瓦和長度為78mm的前后兩個副瓦,見圖2所示。假如主副瓦能承擔同樣載荷,其比壓為1.59MPa,但實際上,因副瓦長度太窄,不能有效建立油膜壓力,其承載能力很低,載荷由主瓦承擔,由此,其比壓高達2.59MPa。軸瓦在如此高的比壓中運行,瓦溫高則是必然的,因此增加承壓面積,減小比壓是降低4號瓦溫度過高的有效措施。最近兩年,上海汽輪機廠為引進型300MW機組4號瓦重新設計了新瓦,在軸瓦總長不變的情況下,增加主瓦軸向長度(增加了82mm),取消前后方向的78mm的2個副瓦,在5號機組上使用的新瓦表明,冷態(tài)找正,當運行中的入口油溫為40℃時,瓦溫從原來的105℃降為81℃。3.2運行狀態(tài)下的冷態(tài)預留偏差值原先,不論小機組還是大機組,冷態(tài)下聯(lián)軸器找正均為零對零,自20世紀80年代中期以來,國內陸續(xù)進口了大機組,這些機組冷態(tài)下找正,均要求預留偏差,為此,國產(chǎn)大機組制造廠開始提出冷態(tài)下找正需預留偏差的要求,而這些預留偏差值的主要依據(jù)是通過計算和參考一些進口機組的預留偏差值。引進型300MW機組的制造廠家提供的冷態(tài)預留偏差是4號瓦比5號瓦高0.15mm,下張口0.10mm,這主要考慮真空對座落在排汽缸4號瓦的下沉位上。由于運行中5號瓦溫度不高,翻瓦檢查發(fā)現(xiàn),5號瓦磨痕不嚴重,這說明5號瓦載荷不嚴重。目前,也有方法測量運行機組的軸承座標高值,但其測量的可靠性、正確性尚需進一步確認。因此,判斷機組制造廠家提供的冷態(tài)預留偏差是否合理,只能依據(jù)運行狀態(tài)下的瓦溫、鎢金接觸狀態(tài)來進行。根據(jù)沙角A電廠4號、5號機組的多年運行和實踐,在原有4號瓦結構狀態(tài)下,制造廠的預留偏差是4號瓦比5號瓦高0.15mm,這勢必會使運行中的4號瓦載荷過大,引起瓦溫過高。這幾年,不斷對4號、5號機組進行試驗和調整4號、5號瓦之間的預留偏差得到:冷態(tài)下,5號瓦的預留偏差較4號瓦高0.10～0.15mm,可使4號瓦溫度控制在85℃左右。3.3軸瓦的旋轉傳統(tǒng)的概念認為,軸瓦與瓦套之間要有較大的緊力為佳,實際上,球面軸瓦在運行中存在一定的間隙(0.02～0.05mm),才能自由活動,軸瓦可適應因轉子撓曲造成軸頸傾斜的要求,避免軸頸與軸瓦在軸向單邊接觸引起軸瓦局部比壓過高的問題。檢查軸頸與軸瓦軸向長度接觸是否均勻,除了翻瓦檢查鎢金接觸狀態(tài)外,還可以使用下瓦四角安裝百分表,當轉子吊起和落下時,百分表指示值是否復原,即可判斷軸瓦是否歪斜。4號瓦比壓過高a)造成引進型300MW機組4號瓦溫度過高的主要原因是軸瓦比壓過高,次要原因是刮瓦工藝不佳和軸向接觸不均;b)4號瓦比壓過高的主要原因是軸瓦