600mw汽輪機(jī)組瓦溫異常分析

600mw汽輪機(jī)組瓦溫異常分析

神華廣東華亭發(fā)電有限公司擁有5臺(tái)600噸亞臨界、一次中間加熱、四個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)和四個(gè)驅(qū)動(dòng)器、四個(gè)驅(qū)動(dòng)器和四個(gè)輔助電機(jī)。汽輪機(jī)的型號(hào)是N600-16.7/537/537。該型號(hào)汽輪機(jī)組包括發(fā)電機(jī)和集電環(huán)共有11個(gè)軸承,位于低壓缸端部的6號(hào)、7號(hào)、8號(hào)軸承為同型號(hào)軸承,均為圓柱形軸承。自機(jī)組投產(chǎn)以來,幾臺(tái)機(jī)組的6號(hào)軸承曾經(jīng)出現(xiàn)瓦溫過高的問題,嚴(yán)重影響機(jī)組安全運(yùn)行,技術(shù)人員對(duì)6瓦瓦溫過高的原因進(jìn)行了深入分析,并在檢修工藝上進(jìn)行針對(duì)性改進(jìn),最終解決了6瓦運(yùn)行瓦溫偏高的問題,為同類型機(jī)組的軸瓦檢修提供了可供借鑒的經(jīng)驗(yàn)。1軸瓦與圓管之間的配合面該型號(hào)汽輪機(jī)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(hào)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(dòng)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(shí),軸瓦隨之轉(zhuǎn)動(dòng),自動(dòng)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(jìn)入軸瓦楔形間隙將會(huì)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(jī)6瓦在機(jī)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(hào)轉(zhuǎn)子的zea按照該型號(hào)汽輪機(jī)廠家的設(shè)計(jì)理念,汽輪機(jī)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(hào)轉(zhuǎn)子處于整個(gè)軸系標(biāo)高的最低點(diǎn),在整個(gè)軸系各轉(zhuǎn)子通過聯(lián)軸器連接起來后,低壓Ⅰ號(hào)轉(zhuǎn)子兩側(cè)的幾根轉(zhuǎn)子均會(huì)對(duì)低壓Ⅰ號(hào)轉(zhuǎn)子產(chǎn)生與轉(zhuǎn)子揚(yáng)度方向相反的作用力,該作用力的垂直方向分力會(huì)加重支撐低壓Ⅰ號(hào)轉(zhuǎn)子的5瓦、6瓦的載荷,使5瓦、6瓦在支撐低壓Ⅰ號(hào)轉(zhuǎn)子的同時(shí),承受更多的載荷。由于該型號(hào)汽輪機(jī)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(rùn)滑油冷卻油槽,因此潤(rùn)滑油可以更好地對(duì)軸瓦進(jìn)行冷卻,5瓦運(yùn)行瓦溫可以保持在50度左右。6瓦作為圓筒瓦,潤(rùn)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(fù)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(duì)滑動(dòng)實(shí)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(fù)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(diǎn):(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(gè)球面的粗糙度Ra達(dá)到1.6μm,但是實(shí)際往往難以達(dá)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(yùn)行過程中,由于潤(rùn)滑油油質(zhì)中的微小顆粒進(jìn)入墊鐵與球面座的結(jié)合面,造成兩個(gè)球面在相對(duì)移動(dòng)過程中發(fā)生卡澀或者產(chǎn)生毛刺,將影響軸瓦轉(zhuǎn)動(dòng)自位。(2)亞臨界600MW汽輪機(jī)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(huì)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(tái)山電廠某臺(tái)汽輪機(jī)C級(jí)檢修后啟動(dòng),沖轉(zhuǎn)至2370轉(zhuǎn)中速暖機(jī)時(shí),6瓦溫度上升至72.1℃/92.5℃(前后兩個(gè)測(cè)點(diǎn)),如圖4所示,圖中細(xì)實(shí)線、粗實(shí)線分別為軸瓦前后兩測(cè)點(diǎn)溫度,虛線為汽機(jī)轉(zhuǎn)速。考慮到軸瓦軸向前后兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫差較大,為了使軸瓦自位調(diào)整,運(yùn)行人員將機(jī)組打閘。在機(jī)組打閘后重新掛閘瓦溫仍然居高不下,所以決定停機(jī)檢修。處理方法:6瓦上半揭開后,軸頸未發(fā)現(xiàn)異常,測(cè)量軸頸揚(yáng)度為向發(fā)電機(jī)端揚(yáng)0.075mm/m,軸瓦中分面揚(yáng)度為向發(fā)電機(jī)端揚(yáng)0.40mm/m,軸瓦揚(yáng)度與修前數(shù)據(jù)(0.12mm/m)相比變化較大。對(duì)6瓦下半的位置進(jìn)行調(diào)整后,6瓦揚(yáng)度為0.08mm/m。機(jī)組重新啟動(dòng),2370r/min時(shí)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(rùn)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(hào)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(jī)組運(yùn)行過程中,軸頸損傷會(huì)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(tái)山電廠某臺(tái)機(jī)組大修后啟動(dòng)6瓦瓦溫偏高,最高到91度,一個(gè)月后瓦溫升高至97度,并且還有升高趨勢(shì),不得不開啟頂軸油泵運(yùn)行。兩個(gè)月后利用機(jī)組停機(jī)對(duì)6瓦解體檢修,發(fā)現(xiàn)6號(hào)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?yàn)榛鶞?zhǔn)對(duì)軸頸補(bǔ)焊,并對(duì)軸瓦烏金進(jìn)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(yàn)檢查抬軸量能否達(dá)到0.06至0.08mm,確保轉(zhuǎn)子在啟動(dòng)過程中可以形成穩(wěn)定油膜。36降低6瓦運(yùn)行溫度的措施在分析了6瓦運(yùn)行溫度高的原因后,為降低6瓦的運(yùn)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(yáng)度、改善軸瓦的自位能力、防止軸頸磨損。3.1各軸瓦負(fù)荷分配與安裝時(shí)的影響在汽輪機(jī)經(jīng)過一個(gè)大修周期的運(yùn)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(fù)荷分配與安裝時(shí)相比會(huì)產(chǎn)生較大變化,包括6瓦在內(nèi)的各軸瓦的瓦溫也會(huì)發(fā)生變化,大修過程中調(diào)整汽輪機(jī)軸系中心時(shí),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(yáng)度恢復(fù)到設(shè)計(jì)揚(yáng)度,以保證整個(gè)軸系各軸瓦的負(fù)荷分配達(dá)到設(shè)計(jì)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(shí)際由于加工質(zhì)量及運(yùn)行后的潤(rùn)滑油質(zhì)原因往往很難達(dá)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(shí)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(diǎn)的面積是否占整個(gè)球面的75%以上。檢修時(shí)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(jìn)行調(diào)整之后,需要以軸承座支撐面為基準(zhǔn)對(duì)墊鐵表面進(jìn)行修刮、研磨、拋光。3.3潤(rùn)滑沖洗系統(tǒng)為防范不合格的潤(rùn)滑油進(jìn)入軸瓦磨損軸頸,技術(shù)人員進(jìn)行了長(zhǎng)期的摸索,不僅在機(jī)組啟動(dòng)前保證油質(zhì)合格,而且在潤(rùn)滑油進(jìn)入軸瓦前就已經(jīng)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了徹底沖洗,防止系統(tǒng)中殘留雜質(zhì)隨潤(rùn)滑油進(jìn)入轉(zhuǎn)子和軸瓦的間隙。采用在汽輪機(jī)檢修后進(jìn)行分階段潤(rùn)滑油沖洗的方案:對(duì)軸承箱、主油箱進(jìn)行徹底清掃后,首先是使用大功率濾油機(jī)與主油箱連接進(jìn)行主油箱內(nèi)部油循環(huán);油質(zhì)合格后將各軸承座進(jìn)油管與回油管短接進(jìn)行沖洗;油質(zhì)再次化驗(yàn)合格后恢復(fù)油管道,潤(rùn)滑油進(jìn)入軸瓦沖洗,直到油質(zhì)化驗(yàn)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(duì)于進(jìn)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(jìn)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(huì)造成軸頸的損傷,這也有利于縮短潤(rùn)滑油質(zhì)達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間。3.46軸瓦回裝后的揚(yáng)度測(cè)量低壓缸軸承翻瓦檢查是機(jī)組小修中的常見項(xiàng)目,由于6瓦在軸系中負(fù)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(cè)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(yáng)度、軸瓦揚(yáng)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(yáng)度的測(cè)量位置應(yīng)用記號(hào)筆標(biāo)示,軸瓦回裝后對(duì)比檢修前后的揚(yáng)度數(shù)據(jù),防止軸瓦出現(xiàn)單側(cè)負(fù)載過重。測(cè)量油檔洼窩時(shí)最好能夠在測(cè)量位置留下永久標(biāo)記,這樣也可以做長(zhǎng)期的檢修數(shù)據(jù)對(duì)比。通過對(duì)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(dòng)后瓦溫的異