#2機(jī)組低壓缸脹差大原因分析及處理

引言

汽輪機(jī)在啟動、停止和異常事故等工況變化時,因轉(zhuǎn)子和汽缸材質(zhì)結(jié)構(gòu)布置不同,導(dǎo)致受熱不同,使得膨脹的速度和方向可能不同,這樣汽輪機(jī)必然存在較大的脹差變化。汽輪機(jī)動靜部分的間隙改變,如果相對脹差超過了規(guī)定設(shè)計值,動靜間將發(fā)生摩擦,導(dǎo)致機(jī)組振動增大,甚至發(fā)生葉片斷裂、大軸彎曲等嚴(yán)重事故。所以,在汽輪機(jī)啟動、停止、事故過程中應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視和控制高低壓缸脹差(參照圖1汽輪機(jī)TsI監(jiān)視畫面)在規(guī)定范圍內(nèi)。

1相關(guān)設(shè)備

(1)汽輪機(jī)為C135/N150-13.24/535/535/0.69型超高壓、雙缸、中間再熱、單軸、雙分流、抽汽凝汽式。高壓缸采用內(nèi)外雙層缸結(jié)構(gòu),低壓缸采用雙分流雙層缸結(jié)構(gòu)。

(2)高中壓靜子部分死點(diǎn)位于中軸承箱下部橫、縱銷中心線的交點(diǎn)處,低壓靜子死點(diǎn)位于低壓外缸下部支撐臺板的橫向鍵與縱向鍵的中心線的交點(diǎn)上。

(3)夾層加熱:在高壓缸外缸上下缸體各裝一根直徑小57×4的噴汽管,管上鉆有若干個直徑小5的小孔,夾層加熱蒸汽從噴汽管噴出,進(jìn)入汽缸夾層。

(4)滑銷系統(tǒng):在汽輪機(jī)基礎(chǔ)上用地腳螺栓安裝了前、中、后基架和后汽缸基架,在基架上分別裝有前軸承箱、中軸承箱、后軸承箱及低壓缸。前基架上沿中心軸線布置有縱銷,前軸承箱可在其基架上沿軸線方向移動。高中壓外缸上貓爪支承在前軸承箱和中軸承箱上。中軸承箱上安裝有縱銷和橫銷,兩者的交叉點(diǎn)就是高中壓靜子的死點(diǎn),前軸承箱、高中壓外缸及中軸承箱以此死點(diǎn)作軸向膨脹或收縮。低壓外缸中心靠其與中、后軸承箱間縱銷來保證。低壓靜子死點(diǎn)位于低壓外缸下半支撐臺板的橫、縱向鍵的中心線的交叉點(diǎn)。

2#2機(jī)組低壓缸脹差大原因分析和處理

2.1汽輪機(jī)滑銷系統(tǒng)

滑銷系統(tǒng)影響因素:滑銷系統(tǒng)受力不均卡澀:軸承箱與基架摩擦力增大:推拉結(jié)構(gòu)布置不合理:蒸汽管道對汽缸的相互推力作用。

汽輪機(jī)運(yùn)行一段時間后,基架油槽內(nèi)的潤滑油脂會慢慢碳化失效,而油脂又無法置換,基架上的摩擦力將增大,嚴(yán)重時會造成底面銹蝕咬合。機(jī)組啟動、停止過程中的汽缸膨脹和汽缸收縮,其推拉力是靠貓爪來傳遞的,貓爪受力不均或汽缸左右兩側(cè)膨脹不均勻,會導(dǎo)致左右側(cè)貓爪的推拉力不同,不僅產(chǎn)生軸向推力,也產(chǎn)生橫向推力,從而使軸承箱受到的推拉力不一致,該力傳遞到軸承箱下的縱向鍵,增大了汽機(jī)膨脹摩擦力,使得滑銷系統(tǒng)卡澀。

應(yīng)對措施如下:

(1)檢修時檢查前箱、中箱,對封閉的潤滑油槽油脂進(jìn)行更換:將軸承箱和臺板的氧化皮和鐵銹清理干凈:使得軸承箱體與臺板接觸面積達(dá)到技術(shù)規(guī)范的要求。

(2)推拉裝置不合理,需加以改進(jìn)。

(3)檢修時對與汽輪機(jī)高中壓缸連接的主要蒸汽管道支吊架進(jìn)行檢查,重新安裝固定并調(diào)整好變形松動、偏斜、斷裂的支吊架,達(dá)到支吊架安裝和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

2.2蒸汽壓力、溫度和流量的影響

機(jī)組冷態(tài)啟動時,蒸汽壓力、溫度和流量等參數(shù)控制過高,會導(dǎo)致機(jī)組脹差變大。

應(yīng)對措施如下:

(1)機(jī)組冷態(tài)啟動時,必須等汽輪機(jī)左右側(cè)總脹到7mm以上再繼續(xù)加負(fù)荷。檢修人員可對貓爪進(jìn)行牽引和敲打。

(2)機(jī)組冷態(tài)啟動過程中蒸汽溫度和壓力升速率必須嚴(yán)格控制,如表1所示。

(3)公司根據(jù)哈爾濱汽輪機(jī)廠家資料和現(xiàn)場實際規(guī)定了

合理的沖轉(zhuǎn)參數(shù),正常情況下運(yùn)行人員按規(guī)程和操作票執(zhí)行即可。參數(shù)如下:主汽壓力1MPa,主汽溫度250℃:再熱蒸汽溫度230℃以上:主蒸汽與再熱蒸汽溫差不大于50℃:過熱、再熱蒸汽過熱度均在50℃以上:凝汽器真空-60kPa以上。

2.3軸封溫度的影響

由于軸封供汽與汽輪機(jī)大軸直接接觸,溫度變化直接影響轉(zhuǎn)子的伸縮。軸封溫度設(shè)定為170℃,但由于軸封減溫水調(diào)節(jié)不好,同時漏量大,導(dǎo)致軸封溫度變化范圍大,建議#2機(jī)組停運(yùn)檢修時更換減溫水調(diào)節(jié)門和減溫水管道手動門。

2.4夾層加熱裝置的影響

汽缸夾層加熱裝置的作用是加快機(jī)組啟動和停止速度,通過減小高中壓缸內(nèi)壁與外壁、汽缸與法蘭、法蘭與螺栓的溫差,加快汽缸的膨脹或收縮,達(dá)到控制高壓脹差的目的,但對低壓脹差也有影響,在此不進(jìn)行討論。

2.5凝汽器真空的影響

機(jī)組啟動過程中,當(dāng)汽輪機(jī)保持在一定轉(zhuǎn)速,或機(jī)組保持一定負(fù)荷時,通過改變凝汽器真空進(jìn)而改變汽缸進(jìn)汽量,可以在一定程度上控制脹差。

2.6汽缸保溫和疏水的影響

缸體的保溫盡量完善,對各段抽汽手動門開度進(jìn)行調(diào)整。汽輪機(jī)房的溫度是否需要調(diào)整,此工作需要進(jìn)一步試驗論證。

應(yīng)對措施如下:

(1)保溫整改,缸體下部的保溫涉及的抽汽管道比較多,需要進(jìn)行一次聯(lián)合檢查。

(2)各段抽汽手動門開度應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。

(3)對汽機(jī)廠房溫度進(jìn)行控制。

2.7煤質(zhì)變化的影響

煤質(zhì)變化時,負(fù)荷、主再熱汽溫變化大。如:負(fù)荷95Mw左右,在減少入爐煤量的同時,負(fù)荷迅速上升到113Mw,當(dāng)時煤量由85t/h減少到72t/h,主蒸汽溫度由533℃迅速下降至523℃后緩慢回升至533℃左右,同時機(jī)側(cè)主再熱汽溫小幅度波動,高中壓缸缸溫也小幅度波動。當(dāng)時,高中壓缸脹差由3.67mm降到3.61mm后迅速反彈至3.65mm,低壓缸脹差由5.34mm降到5.17mm后迅速反彈至5.26mm。

負(fù)荷、主汽溫度波動情況如圖2所示。

高中壓缸脹差、低壓缸脹差波動如圖3所示。

通過分析可知,煤質(zhì)變化首先導(dǎo)致主再熱汽溫變化,最終結(jié)果是導(dǎo)致汽輪機(jī)脹差波動。建議加減負(fù)荷一定要緩慢,調(diào)整主再熱汽溫時應(yīng)平緩,不應(yīng)大起大落。

2.8機(jī)組暖機(jī)和加負(fù)荷的影響

暖機(jī)和加負(fù)荷速度過快,最終可能導(dǎo)致機(jī)組脹差無法控制,機(jī)組無法啟動。

應(yīng)對措施如下:

(1)沖轉(zhuǎn)暖機(jī)時間控制如表2所示。

(2)加負(fù)荷控制如表3所示。

3結(jié)語

通過對國華(印尼)南蘇發(fā)電有限公司#2機(jī)組低壓缸脹差大現(xiàn)象進(jìn)行分析,提出了一些有針對性的處理措施,保證了機(jī)組脹差在正常范圍內(nèi),為國華(印尼)南蘇發(fā)電有限公司的安全生產(chǎn)提供了有力保障。