汽輪機(jī)低壓缸脹差增大的問(wèn)題解析

張永光， 張洋

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

1 引 言

某廠150MW 機(jī)組投產(chǎn)于2008 年，2011 年機(jī)組進(jìn)行了檢修，經(jīng)啟機(jī)運(yùn)行后出現(xiàn)低壓缸脹差大的問(wèn)題，不敢加大負(fù)荷運(yùn)行，采取多種措施防范也無(wú)濟(jì)于事，這個(gè)問(wèn)題一直困擾著機(jī)組的正常運(yùn)行。

汽輪機(jī)在穩(wěn)定工況下汽缸和轉(zhuǎn)子的溫度趨于穩(wěn)定值，相對(duì)脹差也趨于一個(gè)定值。在正常情況下，這一定值比較小。但在啟動(dòng)或停止、汽輪機(jī)工況發(fā)生變化時(shí)，由于轉(zhuǎn)子和汽缸溫度變化的速率不同，可能產(chǎn)生較大的脹差。這就意味著汽輪機(jī)動(dòng)靜部份相對(duì)間隙發(fā)生了變化，如果相對(duì)脹差值超過(guò)了規(guī)定值，就會(huì)使動(dòng)靜間隙消失，發(fā)生動(dòng)靜摩擦，可能引起機(jī)組振動(dòng)增大，甚至葉片斷裂、大軸彎曲等事故。因此，在汽輪機(jī)啟動(dòng)、事故、停機(jī)過(guò)程中應(yīng)該嚴(yán)密監(jiān)視和控制高低壓缸脹差在規(guī)定的范圍內(nèi)變化。

2 汽輪機(jī)脹差變化的影響因素分析

引起汽輪機(jī)脹差發(fā)生變化的因素主要是什么呢？汽輪機(jī)滑銷系統(tǒng)通暢與否，蒸汽壓力、溫度上升（或者下降）和流量變化速度，是控制脹差的有效方法。在汽輪機(jī)啟動(dòng)或停止過(guò)程中，控制蒸汽溫度和流量變化速度，就可以達(dá)到控制脹差的目的；軸封供汽溫度的影響，由于軸封供汽直接與汽輪機(jī)大軸接觸，故其溫度變化直接影響轉(zhuǎn)子的伸縮。此外，汽缸上下缸的溫差、汽缸內(nèi)外壁溫差引起汽缸的膨脹或收縮；凝結(jié)器真空的影響、汽缸保溫和疏水等都是影響脹差的因素。

汽輪機(jī)在啟機(jī)運(yùn)行時(shí)操作人員對(duì)汽輪機(jī)的脹差變化是十分關(guān)注的，但在檢修時(shí)對(duì)各部檢測(cè)的探頭質(zhì)量是否合乎國(guó)家檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，安裝的探頭間隙是否合乎設(shè)計(jì)要求，安裝的位置是否能夠檢測(cè)到信號(hào)等卻未能引起充分的重高。如果檢測(cè)探頭安裝不當(dāng)也會(huì)給運(yùn)行提供虛假數(shù)據(jù)造成誤判，在檢修期間對(duì)應(yīng)該能夠檢測(cè)的元件是否符合國(guó)家檢測(cè)和設(shè)計(jì)所要求的標(biāo)準(zhǔn)，也是值得考慮的。

3 汽輪機(jī)低壓缸脹差增大原因排查

下面先了解一下此汽輪機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)定：（1）此機(jī)組2#軸承箱是高中壓缸的死點(diǎn)，推力瓦固定在2#軸承箱內(nèi)，轉(zhuǎn)子受熱后推力瓦為原點(diǎn)向機(jī)組前后兩邊膨脹，高中壓缸和前軸承箱則以2#軸承箱橫銷和縱銷的交點(diǎn)為原點(diǎn)，通過(guò)定中心梁向前膨脹。（2）前軸承箱主油泵帶有推力瓦。

脹差保護(hù)相關(guān)參數(shù)：（1）高壓缸脹差大I 值5mm、-2.5mm 報(bào)警。（2）低壓缸脹差大I 值+5.5mm、-3mm 報(bào)警。（3）高壓缸脹差大Ⅱ值6mm、-3.3mm 跳機(jī)（主汽門、調(diào)門、抽汽逆止門，高排逆止門、工業(yè)抽汽快關(guān)門關(guān)閉）。（4）低壓缸脹差大Ⅱ值7mm、-4mm 跳機(jī)（主汽門、調(diào)門、抽汽逆止門，高排逆止門、工業(yè)抽汽快關(guān)門關(guān)閉）。

機(jī)組運(yùn)行時(shí)低壓脹差值在5.6～6.0mm 之間已超出報(bào)警值維持運(yùn)行，負(fù)荷帶到120MW 左右運(yùn)行時(shí)。產(chǎn)生脹差正值增大方向，能引起脹差向正值增大的主要因素逐一進(jìn)行分析判斷：（1）啟動(dòng)時(shí)暖機(jī)時(shí)間太短，升速太快或升負(fù)荷太快。該因素不存在。（2）滑銷系統(tǒng)或軸承臺(tái)板的滑動(dòng)性能差，易卡澀。機(jī)組運(yùn)行時(shí)間年限短，該因素存在的可能性不大。（3）軸封供汽溫度過(guò)高或軸封供汽量過(guò)大，引起軸頸過(guò)份伸長(zhǎng)。該因素不存在。（4）機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)汽壓力、溫度、流量等參數(shù)過(guò)高。該因素不存在。（5）汽缸保溫層的保溫效果不佳或保溫層脫落，汽機(jī)房室溫太低或有穿堂冷風(fēng)。該因素不存在。（6）轉(zhuǎn)速變化的影響。該因素不存在。（7）真空變化的影響。該因素不存在。（8）各級(jí)抽汽量變化的影響，若一級(jí)抽汽停用，則影響高差很明顯。該因素不存在。（9）軸承油溫太高。該因素不存在。

經(jīng)上述有可能引起的低壓缸脹差大的原因都進(jìn)行了分析和排查但問(wèn)題沒能解決。懷疑低壓脹差大為熱控系統(tǒng)帶來(lái)的。進(jìn)行多次調(diào)整運(yùn)行參數(shù)仍沒能解決，下一步需要考慮的就是脹差指示器零點(diǎn)不準(zhǔn)或觸點(diǎn)磨損引起數(shù)字偏差。

由于機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷不滿影響生產(chǎn)產(chǎn)值，電廠很重視在下次檢修時(shí)要求做進(jìn)一步深入檢查處理。在檢修時(shí)，檢查現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)脹差探頭的安裝位置，檢測(cè)位移量又進(jìn)行重新校對(duì)確定，對(duì)后軸承箱與臺(tái)板也進(jìn)行了加固。經(jīng)啟機(jī)運(yùn)行后，機(jī)組脹差恢復(fù)正常，脹差大的問(wèn)題消除了。

經(jīng)分析，在上次機(jī)組大修時(shí)，因當(dāng)時(shí)機(jī)組啟機(jī)3#瓦5#瓦振動(dòng)大，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行配重時(shí)(現(xiàn)場(chǎng)作動(dòng)平衡)，動(dòng)了脹差監(jiān)測(cè)探頭，后來(lái)回裝時(shí)未進(jìn)行校正所引起的，現(xiàn)場(chǎng)又重新進(jìn)行了校對(duì)安裝時(shí)，絕對(duì)膨脹差1mm、低壓缸脹差0.26mm，機(jī)組運(yùn)行顯示跳機(jī)值是7.4（8.4）mm，維持運(yùn)行不跳機(jī)值是6.4mm，看來(lái)問(wèn)題是檢修安裝時(shí)檢測(cè)探頭沒有進(jìn)行校準(zhǔn)，造成虛假數(shù)據(jù)所致。

4 結(jié) 語(yǔ)

機(jī)組檢修時(shí)，一時(shí)的疏忽，在現(xiàn)場(chǎng)拆裝低壓缸檢測(cè)探頭時(shí)，沒有拆裝檢測(cè)記錄，給運(yùn)行人員提供了虛假的測(cè)量數(shù)據(jù)，造成了錯(cuò)誤判斷，也給電廠帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)損失。為此，機(jī)組檢修要有計(jì)劃按步驟進(jìn)行，要有專人做好現(xiàn)場(chǎng)的拆裝記錄并對(duì)安裝探頭重新進(jìn)行檢測(cè)校對(duì)，確保檢測(cè)的數(shù)值真實(shí)準(zhǔn)確無(wú)誤，避免其他電廠類似的事情發(fā)生。