鋼廠煤氣綜合利用工程60MW機組汽輪發電機組檢修報告

摘 要：對鋼廠煤氣綜合利用工程60MW機組汽輪發電機組檢修情況進行了會匯總分析。

關鍵詞：60MW；檢修報告

中圖分類號：TK266 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 14-0000-02

一、機組運行及事故情況簡介

（一）首鋼水城鋼鐵有限公司60MW煤氣發電工程汽輪發電機組于2012年5月22日沖轉，沖轉至3000rpm，沖轉過程中，汽輪機狀態正常，汽輪發電機組各軸承振動情況如下：

1#軸承振動：2μm；2#軸承振動：32～35μm；3#軸承振動：15～20μm；4#軸承振動：5～10μm；臨界轉速狀態下最大值：2#軸承振動﹤75μm；3#軸承振動﹤50μm；4#軸承振動50μm；

（二）機組于2012年6月1日并網發電，最大負荷達到60MW以上，并網后各軸承振動正常，其中2#

軸承振動有小量增大，30MW負荷下最大振動：～45μm，正常運行維持在38～42μm左右，運行過程中振動收斂，滿足機組長期運行要求。

6月2日，1#軸瓦在64MW負荷時，曾短暫出現過瓦溫超標至107℃，2min。

（三）2012年6月15日，機組在作撞擊子超速試驗時，轉速在2660rpm時，1#、3#軸承振動有放大

現象，1#軸承最大振幅：70μm，3#最大振幅：69μm；同時觀察1#軸承箱內部，有鐵屑，鎢金屑（亮白，薄皮，量較大），根據觀察結果，預估軸瓦面摩損﹤0.02mm；開機后振動參數正常，未放大。

（四）2012年6月16日～2012年6月22日，機組投入運行正常，各軸承振動監測正常，運行無異常。

（五）2012年7月2日，按照檢修計劃停機三天，停機前（～2h內）運行負荷由50MW降8MW；然

后又升至60MW，再由60MW降至4MW，在升降負荷過程中各軸承振動正常，各軸承記錄數據如下：

1#軸承4.8μm；2#軸承38μm；3#軸承18μm；4#軸承6.8μm；

降負荷過程速度偏快，負脹差變化劇烈，最大值-1.24mm

按照停機前計劃安排，解列后做超速試驗，在實際操作過程中汽輪機停機，停機后連續兩次啟動，取消超速試驗。

DCS記錄各軸承振動瞬時最大值：

1#軸承18μm2#軸承46μm

3#軸承93μm4#軸承30μm

翻瓦檢查結果：1#軸瓦汽輪機端上挖磨損，下瓦損傷；3#軸瓦局部斷裂。

（六）2012年7月22日，機組完成換瓦1、3#，重新找中心后沖轉，發電機前端蓋振動大，3#軸承振動放大，停機調整發電機氣隙，并對端蓋進行加固。

二、檢修分析

（一）概述

在整個消缺檢修過程中，可以分為以下幾個階段：

第一階段：2#軸瓦垂直振動超標消缺階段，配合機組超速試驗及試運行階段

時間：2012年6月8日～6月15日

主要工作為：檢修2#軸承，聯軸器重新找中心；對機組振動進行測試

第二階段：更換及修復損壞的1、3#軸承，聯軸器再次找中心，消除汽輪機軸承有可能支撐剛度不足問題時間：2012年07月09日～07月16日

主要工作為：對瓦進行全部重新刮校，對聯軸器進行凝汽器灌水找中心

第三階段：調整由于前2個階段檢修造成發電機氣隙不均勻；端蓋氣隙不均勻；加固發電機端蓋；查找3#軸瓦軸向振動放大原因

第四階段：動平衡

時間：2012年07月26日～08月02日

主要工作為：通過平衡配重方式降低（調整）軸系工頻振幅

（二）檢修結果分析

高速回轉設備的振動機理具備復雜及不確定的特征，高速旋轉設備通過支撐系統釋放能量（振動），振動與轉子在已形成的支撐系統的能量釋放能力有關，也與支撐系統特定狀態下吸收或導向能量的能力有關；檢修（回裝）及動平衡是處理振動的兩種不同方式：

通過檢修，消除可能存在或弱化系統支撐剛度的因素，消除安裝過程有可能導致的動靜碰磨

軸瓦支撐角度或接觸面積分配不合理，軸瓦與軸系不對心，聯軸尺寸偏差等引起機組振動發散的因數；

通過高速動平衡，壓抑、消減或改變3000rpm狀態下的轉子工頻自激振動幅度，實現降低振動的目的。

機組進行了檢修，并不能證明安裝缺陷是引起振動（或振動發散）直接原因；同時，高速動平衡與轉子出廠前的質量動平衡的方式和目的都不相同，即采取了動平衡措施（并取得成效）并不能（也不是為了）驗證發電機轉子或汽輪機轉子出廠前質量動平衡狀態；基于這樣的前提，才能對檢修結果進行分析。由于振動是一項綜合性指標，是安裝綜合能力和控制水平的體現，與1）相對應，汽輪發電機組的振動當然不是天然的形成的或不可控的，其控制手段主要掌握在安裝技術水平、工作態度及操作水平上；如果嚴格按照規程施工，具備嚴密的組織體系及安裝技術水平，除非機組有重大缺陷（如葉片裂紋、轉子松動及缸體變形等），通過安裝的嚴格控制，一般可以將機組的振動控制在合理的水平內。

檢修過程中，檢查出的安裝缺陷（處理不足）的地方主要以下幾點：推力瓦厚度一致性超差（未作厚度刮拂及測量）；1#聯合軸承球面接觸面積不足，徑向瓦接觸角不均勻，球面預緊力過大（0.07mm）；2#軸承與轉子偏心，球面支撐塊接觸面積不足，球面預緊力偏小（0.00mm）；3#軸承接觸角不均勻，球面支撐塊接觸面積不足，球面轉向不足；發電機端蓋未嚴格按照圖紙或緊固方式固定；凝汽器上未加負荷對聯軸器找中心，聯軸器中心安裝狀態與運行狀態稍有偏差（不確定項目）；在調整汽輪機軸承和轉子時，未能及時跟蹤檢查發電氣隙變化。

汽輪發電機組供貨體現的缺陷有以下幾點：發電機大小端蓋無定位銷，水平面固定強度不足，端蓋強度偏弱；3#軸承座軸向剛度偏弱（相對于2#軸承）；

（三）缺陷分析

機組檢修及試運行過程中，其振動狀態復雜，安裝缺陷及設備本體缺陷在調試及試運行過程中暴露的較為充分，本機組的設備本體固有的幾項可能缺陷（或薄弱環節），如果安裝控制得當，調試組織得當，不會發展成為重大事故（事故直接經濟損失超過20萬元，間接經濟損失及影響價值更大）。

（1）主要缺陷。1）發電機轉子可能存在裂紋（參考動平衡測試報告，推測/無法驗證）；2）TSI系統捕捉不到機組的高頻諧波振動，造成機組燒瓦、3#瓦斷裂卻無征兆或運行數據；3）發電機（65MW）端蓋采用玻璃鋼結構，結構形式及強度不足，緊固方式欠缺，造成安裝困難，間隙調整困難，風扇噪音大，發電機轉子軸向竄動偏大（加大了3#軸承座負荷）。后缸橫向定位鍵安裝缺陷：座架接觸面可能局部懸空，底部墊鐵可能局部懸空，安裝不滿足汽輪機負荷分配圖；后缸支撐面（后缸強度及負荷最大處）可能扭曲變形，一旦釋放（松螺絲揭缸），三缸水平中分面可能變形而造成不可逆損壞（需從墊鐵開始處理）；后缸扭曲（幅度暫無法評估），可能循環水管水壓試驗引起，也可能是安裝不合格后運行動載荷引起；其結果可能造成2#軸承座位置隨荷載強度偏移，可能是2#軸瓦中心與聯軸中心偏移15°的原因，可能是聯軸器中心2次檢修都發生較大偏移原因；運行過程中，可能后缸膨脹受阻，汽輪發電機組振動對脹差敏感，熱態啟停機困難。

（2）其他安裝缺陷：1）推力瓦厚度一致性超差（未作厚度刮拂及測量）；2）1#聯合軸承球面接觸面積不足，徑向瓦接觸角不均勻，球面預緊力過大（0.07mm）；3）2#軸承與轉子偏心，球面支撐塊接觸面積不足，球面預緊力偏小（0.00mm）；4）3#軸承接觸角不均勻，球面支撐塊接觸面積不足，球面轉向不足；5）發電機端蓋未嚴格按照圖紙或緊固方式固定；6）凝汽器上未加負荷對聯軸器找中心，聯軸器中心安裝狀態與運行狀態稍有偏差（不確定項目）；7）在調整汽輪機軸承和轉子時，未能及時跟蹤檢查發電機氣隙變化。

通過檢修，基本消除了以上缺陷，在檢修過程中，安裝單位未能提供的工具包括：1）厚度檢測平臺----推力瓦厚度測量；2）拋光片----球面及支撐塊球面研磨用具；3）紅丹-----配合面研磨用料；4）著色劑-----瓦面探傷用料；5）深孔量表----聯軸絞孔內徑測量

通過項目部與業主方協商，由業主方提供使用；但問題是：安裝公司施工人員在未配備相應工具（或用料）前提下是如何將機組安裝完成的，特別是對于此次檢修未涉及的項目：滑銷系統、支撐座架的表面接觸面積及墊鐵的接觸面都可能存在不夠完善的情況。