600mw汽輪機組瓦溫異常分析

600mw汽輪機組瓦溫異常分析

神華廣東華亭發(fā)電有限公司擁有5臺600噸亞臨界、一次中間加熱、四個發(fā)動機和四個驅(qū)動器、四個驅(qū)動器和四個輔助電機。汽輪機的型號是N600-16.7/537/537。該型號汽輪機組包括發(fā)電機和集電環(huán)共有11個軸承,位于低壓缸端部的6號、7號、8號軸承為同型號軸承,均為圓柱形軸承。自機組投產(chǎn)以來,幾臺機組的6號軸承曾經(jīng)出現(xiàn)瓦溫過高的問題,嚴重影響機組安全運行,技術(shù)人員對6瓦瓦溫過高的原因進行了深入分析,并在檢修工藝上進行針對性改進,最終解決了6瓦運行瓦溫偏高的問題,為同類型機組的軸瓦檢修提供了可供借鑒的經(jīng)驗。1軸瓦與圓管之間的配合面該型號汽輪機低壓部分的軸承座與低壓缸連成一體,由于低壓外缸本身剛度較差,決定了低壓軸承座內(nèi)的軸承標(biāo)高,將隨著真空變化引起的低壓缸變形而有所變化。6號軸承是圓柱軸承,下部由3塊墊鐵支撐于軸承座內(nèi),左右兩塊墊鐵與中心線呈45度角,在墊塊與軸承體間裝有調(diào)整墊片,可以移動軸承位置,使轉(zhuǎn)子在汽缸內(nèi)精確定位。當(dāng)轉(zhuǎn)子中心變化引起軸頸傾斜時,軸瓦隨之轉(zhuǎn)動,自動調(diào)位,保持沿軸頸方向與軸瓦的間隙不變,這就要求軸瓦球面和球面座之間的球形配合面接觸非常好。由于圓柱形軸承是單油楔軸承,因此油膜穩(wěn)定性較差,并且由于軸瓦結(jié)構(gòu)原因,一旦有異物進入軸瓦楔形間隙將會卡在軸頸與軸瓦之間,造成軸頸的損傷。2瓦溫最高的因素亞臨界600MW汽輪機6瓦在機組的各軸瓦中往往瓦溫最高,甚至經(jīng)常高于生產(chǎn)廠家給出的正常工作溫度范圍(90度以內(nèi)),這是由多種因素造成的,下面分別予以分析。2.1低壓號轉(zhuǎn)子的zea按照該型號汽輪機廠家的設(shè)計理念,汽輪機的轉(zhuǎn)子軸系在找中心工作完成后呈向下弓形(如圖2所示),低壓Ⅰ號轉(zhuǎn)子處于整個軸系標(biāo)高的最低點,在整個軸系各轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器連接起來后,低壓Ⅰ號轉(zhuǎn)子兩側(cè)的幾根轉(zhuǎn)子均會對低壓Ⅰ號轉(zhuǎn)子產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子揚度方向相反的作用力,該作用力的垂直方向分力會加重支撐低壓Ⅰ號轉(zhuǎn)子的5瓦、6瓦的載荷,使5瓦、6瓦在支撐低壓Ⅰ號轉(zhuǎn)子的同時,承受更多的載荷。由于該型號汽輪機的5瓦型式是上半圓柱形,下半為兩塊可傾瓦,在下半兩軸瓦背部與支塊之間設(shè)有28條潤滑油冷卻油槽,因此潤滑油可以更好地對軸瓦進行冷卻,5瓦運行瓦溫可以保持在50度左右。6瓦作為圓筒瓦,潤滑油冷卻效果要比可傾瓦和5瓦這種結(jié)構(gòu)型式差,在負載偏重的情況下,瓦溫容易偏高。2.2軸瓦自位調(diào)整6瓦作為圓筒瓦,靠軸瓦墊鐵與軸承支座之間的相對滑動實現(xiàn)軸瓦自位,如果軸瓦自位不良,就有可能造成軸瓦單側(cè)負載過重,從而造成瓦溫升高。而軸瓦的自位能力與多種因素有關(guān),主要包括以下幾點:(1)軸瓦墊鐵球面與球面座的結(jié)合面粗糙度:通常廠家圖紙要求這兩個球面的粗糙度Ra達到1.6μm,但是實際往往難以達到,由于粗糙度增大將使兩球面之間的摩擦系數(shù)增大,在軸承載荷不變的情況下,兩球面之間的摩擦力增大,從而造成軸瓦的自位能力下降。另外,在運行過程中,由于潤滑油油質(zhì)中的微小顆粒進入墊鐵與球面座的結(jié)合面,造成兩個球面在相對移動過程中發(fā)生卡澀或者產(chǎn)生毛刺,將影響軸瓦轉(zhuǎn)動自位。(2)亞臨界600MW汽輪機低壓軸承座呈向缸體內(nèi)部伸展的懸臂結(jié)構(gòu),受低壓缸變形影響大,排汽溫度、低壓軸封蒸汽溫度、凝汽器真空、循環(huán)水出水溫度等因素的變化均會造成低壓缸不同程度的變形,從而造成軸承座的變形,影響軸瓦墊鐵與軸承座之間的接觸。臺山電廠某臺汽輪機C級檢修后啟動,沖轉(zhuǎn)至2370轉(zhuǎn)中速暖機時,6瓦溫度上升至72.1℃/92.5℃(前后兩個測點),如圖4所示,圖中細實線、粗實線分別為軸瓦前后兩測點溫度,虛線為汽機轉(zhuǎn)速?？紤]到軸瓦軸向前后兩個測點的溫差較大,為了使軸瓦自位調(diào)整,運行人員將機組打閘。在機組打閘后重新掛閘瓦溫仍然居高不下,所以決定停機檢修。處理方法:6瓦上半揭開后,軸頸未發(fā)現(xiàn)異常,測量軸頸揚度為向發(fā)電機端揚0.075mm/m,軸瓦中分面揚度為向發(fā)電機端揚0.40mm/m,軸瓦揚度與修前數(shù)據(jù)(0.12mm/m)相比變化較大。對6瓦下半的位置進行調(diào)整后,6瓦揚度為0.08mm/m。機組重新啟動,2370r/min時瓦溫84.1℃/76.2℃,在定速3000r/min后穩(wěn)定在82.6/84.2℃。2.3軸瓦烏金與轉(zhuǎn)子半干由于潤滑油套裝油管路內(nèi)部焊渣問題,加之圓筒瓦自身排污能力較差,6號軸頸在投產(chǎn)以后曾經(jīng)幾次出現(xiàn)軸頸表面劃傷的事件。在機組運行過程中,軸頸損傷會造成油膜泄油量增大,軸瓦烏金與轉(zhuǎn)子發(fā)生半干摩擦,使得軸瓦烏金溫度升高。臺山電廠某臺機組大修后啟動6瓦瓦溫偏高,最高到91度,一個月后瓦溫升高至97度,并且還有升高趨勢,不得不開啟頂軸油泵運行。兩個月后利用機組停機對6瓦解體檢修,發(fā)現(xiàn)6號軸頸有多條溝槽。由于這些溝槽造成油膜承載能力下降,軸瓦烏金與轉(zhuǎn)子半干摩擦,造成軸瓦溫度升高。處理方法:以未損傷區(qū)域為基準(zhǔn)對軸頸補焊,并對軸瓦烏金進行修刮,保證軸頸與軸瓦烏金的接觸面積。軸瓦檢修工作完成后,做抬軸試驗檢查抬軸量能否達到0.06至0.08mm,確保轉(zhuǎn)子在啟動過程中可以形成穩(wěn)定油膜。36降低6瓦運行溫度的措施在分析了6瓦運行溫度高的原因后,為降低6瓦的運行溫度所應(yīng)采取的措施應(yīng)從以下幾方面考慮:調(diào)整大修中軸系各轉(zhuǎn)子的揚度、改善軸瓦的自位能力、防止軸頸磨損。3.1各軸瓦負荷分配與安裝時的影響在汽輪機經(jīng)過一個大修周期的運行過程中,由于受到與低壓缸一體的軸承座變形、基礎(chǔ)沉降等因素的影響,各軸瓦的負荷分配與安裝時相比會產(chǎn)生較大變化,包括6瓦在內(nèi)的各軸瓦的瓦溫也會發(fā)生變化,大修過程中調(diào)整汽輪機軸系中心時,除了將各轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器中心值調(diào)整至制造廠要求的范圍內(nèi),還應(yīng)將各轉(zhuǎn)子的揚度恢復(fù)到設(shè)計揚度,以保證整個軸系各軸瓦的負荷分配達到設(shè)計的合理值。3.2墊鐵與軸承座的接觸面必須是表面粗糙度軸瓦墊鐵與軸承座的接觸表面應(yīng)非常光滑,實際由于加工質(zhì)量及運行后的潤滑油質(zhì)原因往往很難達到理想的光潔度,但是接觸表面越光滑則軸瓦的自位能力越好,所以檢修過程中應(yīng)盡量降低接觸面的表面粗糙度。同時應(yīng)檢查墊鐵和軸承座接觸面上的每平方厘米上有接觸點的面積是否占整個球面的75%以上。檢修時應(yīng)去除墊鐵和軸承座接觸表面的毛刺,溝痕做打磨過渡。如果接觸面積及光潔度不滿足要求,特別是在軸瓦的位置進行調(diào)整之后,需要以軸承座支撐面為基準(zhǔn)對墊鐵表面進行修刮、研磨、拋光。3.3潤滑沖洗系統(tǒng)為防范不合格的潤滑油進入軸瓦磨損軸頸,技術(shù)人員進行了長期的摸索,不僅在機組啟動前保證油質(zhì)合格,而且在潤滑油進入軸瓦前就已經(jīng)對整個系統(tǒng)進行了徹底沖洗,防止系統(tǒng)中殘留雜質(zhì)隨潤滑油進入轉(zhuǎn)子和軸瓦的間隙。采用在汽輪機檢修后進行分階段潤滑油沖洗的方案:對軸承箱、主油箱進行徹底清掃后,首先是使用大功率濾油機與主油箱連接進行主油箱內(nèi)部油循環(huán);油質(zhì)合格后將各軸承座進油管與回油管短接進行沖洗;油質(zhì)再次化驗合格后恢復(fù)油管道,潤滑油進入軸瓦沖洗,直到油質(zhì)化驗合格。由于6瓦、7瓦、8瓦結(jié)構(gòu)的特殊性,在檢修過程中應(yīng)保證檢修區(qū)域的清潔,對于進入軸承箱檢修區(qū)域作業(yè)的人員、工器具、備件材料應(yīng)進行控制,防止異物被帶入軸瓦或者軸承油管道內(nèi),否則將會造成軸頸的損傷,這也有利于縮短潤滑油質(zhì)達到合格標(biāo)準(zhǔn)的時間。3.46軸瓦回裝后的揚度測量低壓缸軸承翻瓦檢查是機組小修中的常見項目,由于6瓦在軸系中負載最重,并且自位能力往往不盡如人意,因此在6瓦檢修前后必須測量一些重要的數(shù)據(jù),以保證軸瓦載荷分布均勻。這些數(shù)據(jù)包括軸瓦與軸承蓋間隙、轉(zhuǎn)子揚度、軸瓦揚度、油檔洼窩、軸瓦側(cè)隙、軸瓦墊鐵與軸承座間隙等。轉(zhuǎn)子和軸瓦揚度的測量位置應(yīng)用記號筆標(biāo)示,軸瓦回裝后對比檢修前后的揚度數(shù)據(jù),防止軸瓦出現(xiàn)單側(cè)負載過重。測量油檔洼窩時最好能夠在測量位置留下永久標(biāo)記,這樣也可以做長期的檢修數(shù)據(jù)對比。通過對上述數(shù)據(jù)的控制,可以保證即使在軸瓦的自位能力并不十分理想的情況下也可以恢復(fù)到檢修前的軸瓦位置,防止啟動后瓦溫的異