15 MW發(fā)電機(jī)組透平大修中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題分析及處理

張宏?yáng)|

（中國(guó)石油寧夏石化公司安檢公司，寧夏銀川 750026）

15 MW發(fā)電機(jī)組透平大修中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題分析及處理

張宏?yáng)|

（中國(guó)石油寧夏石化公司安檢公司，寧夏銀川 750026）

本文就15 MW發(fā)電機(jī)組透平大修中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了解決的方法及處理措施，為機(jī)組長(zhǎng)周期安全平穩(wěn)運(yùn)行積累了經(jīng)驗(yàn)。

轉(zhuǎn)子；汽封；同心度；對(duì)中

寧夏石化煉油廠煉油動(dòng)力站為500×104t/a煉油項(xiàng)目開(kāi)工鍋爐和蒸汽發(fā)電單元，新增兩臺(tái)75 t/h燃油燃?xì)忮仩t，正常生產(chǎn)時(shí)熱備一臺(tái)，一臺(tái)停運(yùn)，在裝置開(kāi)停車(chē)時(shí)，兩臺(tái)75 t/h鍋爐同時(shí)運(yùn)行。75 t/h燃油燃?xì)忮仩t產(chǎn)生中壓蒸汽（3.82 MPa（G）、450℃）接至動(dòng)力站原蒸汽系統(tǒng)母管上。一臺(tái)150t/h除氧器和配套的爐內(nèi)加藥裝置、排污擴(kuò)容器、取樣設(shè)施，在動(dòng)力站增設(shè)一燃料油站，設(shè)兩臺(tái)400 m3燃料油儲(chǔ)罐和開(kāi)工初期用柴油儲(chǔ)罐20 m3。并將原一臺(tái)35 t/h燃?xì)忮仩t的燃燒器改為燃油燃?xì)馊紵鳎雠淙加拖到y(tǒng)；新增一臺(tái)15 MW汽輪發(fā)電機(jī)組及相應(yīng)的配套設(shè)施。自系統(tǒng)來(lái)的3.5 MPa中壓蒸汽進(jìn)入新增的15 MW抽凝式汽輪發(fā)電機(jī)組做功發(fā)電，1.0 MPa蒸汽由汽輪機(jī)的抽汽口抽出，進(jìn)入系統(tǒng)管網(wǎng)供全廠用汽，根據(jù)總體院2009年11月7日提供的全廠蒸汽動(dòng)力平衡，此機(jī)組冬季、夏季兩種工況下抽汽量為0 t/h，凝汽量為75 t/h。

動(dòng)力站15 MW發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)為抽汽凝氣式汽輪器，額定輸出功率15 MW，由3.430 4 MPa，400℃的中壓過(guò)熱蒸汽驅(qū)動(dòng)，排氣壓力0.007 304 MPa，額定轉(zhuǎn)速 3 000 r/min，臨界轉(zhuǎn)速1 583 r/min。2017年7月大修前機(jī)組運(yùn)行基本正常，負(fù)荷可達(dá)12 MW左右。機(jī)組2#瓦振值偏高，其他運(yùn)行參數(shù)基本正常。存在高調(diào)門(mén)開(kāi)度41%時(shí)有卡澀延遲，TE4100A、溫線(xiàn)信號(hào)故障，主推力瓦TE4200A、TE4200D溫度高[1]。

1 存在的問(wèn)題

（1）該汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中主推力瓦TE4200A、TE4200D溫度高，主推力瓦拆檢后發(fā)現(xiàn)A、D瓦塊有明顯磨損痕跡（見(jiàn)圖1），主推力瓦整體接觸良好，回油處有輕微磨損痕跡。

圖1 A、D磨損痕跡

（2）轉(zhuǎn)子銹蝕嚴(yán)重，造成汽輪機(jī)損耗嚴(yán)重，效率降低（見(jiàn)圖2）。

（3）汽封間隙超標(biāo)，造成能量損耗（見(jiàn)圖3）。

（4）對(duì)中偏差，造成2#徑向軸承振值偏高。

聯(lián)軸節(jié)對(duì)中數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖4）。實(shí)際測(cè)量值：（從G往ST看，表架在ST打G）。

圖2

圖3

圖4 聯(lián)軸節(jié)對(duì)中數(shù)據(jù)

2 原因分析

（1）轉(zhuǎn)子銹蝕嚴(yán)重，葉片上的結(jié)垢對(duì)氣流產(chǎn)生很大的阻力，造成汽輪機(jī)損耗嚴(yán)重，效率降低；同時(shí)，葉片上不均勻的結(jié)垢和銹蝕破壞了轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡，造成機(jī)組振動(dòng)增大。級(jí)間汽封銹蝕嚴(yán)重徑向間隙過(guò)大，泄漏量增大造成背壓側(cè)壓力過(guò)大引起轉(zhuǎn)子軸向推力過(guò)大，造成推力軸承溫度升高。

（2）經(jīng)測(cè)量轉(zhuǎn)子與缸體同心度偏差過(guò)大，轉(zhuǎn)子偏上表值0.80 mm，偏南表值0.96 mm，實(shí)測(cè)值（見(jiàn)圖5）。

圖5 實(shí)測(cè)值

圖6 實(shí)測(cè)值

（3）檢查推力瓦有磨損痕跡且油楔太小，判斷推力瓦進(jìn)油不暢，油膜形成不好，造成推力瓦溫度升高。

（4）汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子同軸度偏差大，造成振動(dòng)過(guò)大。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子偏南表值0.64 mm，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子高 0.48 mm，實(shí)測(cè)值（見(jiàn)圖6）。

3 處理措施

（1）先對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行除銹，然后外圍做噴砂處理，以填補(bǔ)轉(zhuǎn)子上的凹坑，最后對(duì)轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)校核。

（2）由于汽封銹蝕嚴(yán)重，且四至九級(jí)隔板也因銹蝕無(wú)法取出。經(jīng)公司提出拆卸方案，并經(jīng)檢修、機(jī)動(dòng)、車(chē)間三方通過(guò)后采取破壞法用切割機(jī)將汽封從中間徑向切槽然后取出。其他各級(jí)隔板的汽封以同樣的方法進(jìn)行切割拆除。更換新汽封，做完著色探傷，然后將所有隔板回裝到缸體內(nèi)，將轉(zhuǎn)子落回缸體，用塞尺測(cè)量汽封徑向間隙并做記錄，經(jīng)測(cè)量后發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子相對(duì)缸體整體向南偏移0.50 mm左右，與缸體同心度測(cè)量基本相符。

（3）由于軸封處無(wú)法測(cè)量缸體同心度，即采用中壓噴汽室位置直口平面處作基準(zhǔn)對(duì)缸體與轉(zhuǎn)子進(jìn)行同心度測(cè)量。然后根據(jù)測(cè)得的同心度數(shù)據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行調(diào)整，使轉(zhuǎn)子與缸體同心度偏差減小。此軸瓦的瓦枕有三塊可調(diào)整墊鐵，左右兩側(cè)的墊鐵與水平中心線(xiàn)呈a=20°對(duì)稱(chēng)分布（見(jiàn)圖7）。

圖7 對(duì)稱(chēng)方向

調(diào)整方法為：通過(guò)對(duì)軸瓦瓦枕的三塊可調(diào)整墊鐵加減墊進(jìn)行調(diào)整使轉(zhuǎn)子發(fā)生左右和上下位移。

根據(jù)前面測(cè)得轉(zhuǎn)子與缸體的同心度數(shù)據(jù)，需要將透平轉(zhuǎn)子下調(diào)表值0.80 mm，偏北表值0.96 mm，考慮到兩側(cè)的軸封的配合間隙，決定對(duì)透平轉(zhuǎn)子向下調(diào)表值0.60 mm，向北調(diào)表值0.60 mm。

①在高低方向（見(jiàn)圖8），需要對(duì)瓦枕下調(diào)整墊鐵減墊b=0.30 mm，對(duì)瓦枕兩側(cè)調(diào)整墊鐵減墊厚度計(jì)算如下：

②在南北方向（見(jiàn)圖9），需要對(duì)瓦枕北側(cè)調(diào)整墊鐵減墊d mm，對(duì)瓦枕南側(cè)調(diào)整墊鐵加墊d mm，厚度計(jì)算如下：

即瓦枕北側(cè)調(diào)整墊鐵減墊0.28 mm，瓦枕南側(cè)調(diào)整墊鐵加墊0.28 mm。

圖8 高低方向

圖9 南北方向

綜上所述，對(duì)瓦枕下調(diào)整墊鐵減墊0.30 mm，對(duì)瓦枕北側(cè)調(diào)整墊鐵減墊0.38 mm，瓦枕南側(cè)調(diào)整墊鐵加墊0.18 mm。調(diào)整完后復(fù)測(cè)同心度數(shù)據(jù)（見(jiàn)圖10）。

圖10 調(diào)整后復(fù)測(cè)同心度數(shù)據(jù)圖

將轉(zhuǎn)子與缸體同心度調(diào)整完畢后再次用塞尺測(cè)量下缸體各級(jí)汽封徑向間隙并做記錄，然后將轉(zhuǎn)子吊出放到轉(zhuǎn)子專(zhuān)用支架上，對(duì)各級(jí)汽封間隙偏小的地方進(jìn)行修刮。在測(cè)量上下缸體汽封間隙時(shí)用貼膠布的方法，在上缸體和下缸體所有汽封上分左右和底部三處各貼兩層膠布（醫(yī)用膠布每層厚度為0.25 mm）。再將轉(zhuǎn)子吊入下缸體，并在前后徑向軸瓦上澆上潤(rùn)滑油，在轉(zhuǎn)子軸上各級(jí)汽封的位置涂抹上紅丹粉，然后按正常運(yùn)轉(zhuǎn)方向盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)子一周，吊出轉(zhuǎn)子，檢查下缸體各級(jí)汽封上的膠布的接觸情況，根據(jù)膠布上的壓痕深淺判斷下缸體汽封各處的間隙值，對(duì)各級(jí)汽封間隙偏小的地方進(jìn)行修刮，重復(fù)進(jìn)行上述步驟直至下缸各汽封間隙達(dá)到要求為止；下缸體間隙修刮合格后再將轉(zhuǎn)子吊回缸體，然后將上缸體扣到下缸體上，四周均勻的緊上八條螺栓，用塞尺檢查中封面的貼合情況以0.05 mm塞尺塞不進(jìn)去為合格，盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)子一周，然后拆除上缸體，檢查上缸體各級(jí)汽封上膠布的接觸情況，判斷上缸體的汽封間隙并進(jìn)行修刮，重復(fù)進(jìn)行上述步驟直至下缸各汽封間隙達(dá)到要求為止。

（4）對(duì)主推力瓦進(jìn)行增大油楔處理，增加進(jìn)油量，保證充分潤(rùn)滑，刮研泄油面保證泄油暢通。

（5）對(duì)中找正，消除透平與發(fā)電機(jī)同軸度偏差。通過(guò)打表測(cè)量，對(duì)發(fā)電機(jī)軸承箱進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整，最終調(diào)整結(jié)果（見(jiàn)圖11）。實(shí)際測(cè)量值：（從G往ST看，表架在ST打G）。

圖11 調(diào)整結(jié)果圖

4 結(jié)語(yǔ)

15 MW發(fā)電機(jī)組是利用廢熱鍋爐的余熱蒸汽來(lái)驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)電，是一種節(jié)能型設(shè)備，此設(shè)備的正常運(yùn)行一方面可以消耗多余的蒸汽不至于浪費(fèi)，另一方面發(fā)電機(jī)組發(fā)的電可以并入電網(wǎng)為本廠的其他用電設(shè)備提供電源，為企業(yè)節(jié)約能源消耗。通過(guò)此次大修，有效地發(fā)現(xiàn)和解決了該設(shè)備存在的一些問(wèn)題，為該機(jī)組的“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿(mǎn)、優(yōu)”運(yùn)行打下了基礎(chǔ)。

［1］《火力發(fā)電職業(yè)技能培訓(xùn)教材》編委會(huì)編.汽輪機(jī)設(shè)備檢修［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2005.

TE967

A

1673-5285（2017）12-0134-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.12.033

2017－11-23