石化部汽輪發電機組設備故障及消除方法

楊云慶(中海油惠州石化有限公司石化部，廣東 惠州 516086)

0 引言

石化部汽輪發電機組擔負著向煉油七部、尾油加氫裝置、丙烯酸及酯裝置及自身供汽和部分廠用電的供給任務，機組設備的穩定可靠，不但能否保證汽輪發電機組平穩、安全、長周期運行，還影響下游企業的穩定和產品的質量。文中對石化部汽輪發電機組設備、運行方式進行介紹及在運行中出現的故障進行了分析，并提出和實施了具體的解決措施。

1 汽輪發電機組概況

1.1 設備組成

1.1.1 汽輪機為CB20-8.83/2.6/1.6型高溫高壓抽背式汽輪機 1臺

結構概述：汽輪機轉子由一級單列調節級和8級壓力級組成。汽輪機結構包括靜止部分和轉子部分。其靜止部分又包括前、中、后汽缸、隔板、前后軸承、墻后軸承和前后汽缸等組成。轉子部分包括整鍛轉子和聯軸器。

1.1.2 發電機 1臺

型號：QFWL-18-2；功率：18MW；電壓：10.5KV；電流：1237A；功率因數：0.8；頻率：50Hz；轉速：3000r/min；臨界轉速：1566r/min/5359r/min；勵磁電壓：175V；勵磁電流：340A。

1.2 汽輪機工藝流程

蒸汽進入汽輪機做功，部分經抽汽口抽出，供2.5MPa熱用戶，剩余部分繼續做功后經排汽口排除，供1.5MPa熱用戶；同時，發電機所發電量供本項目和其他項目使用。

1.3 汽輪機工藝指標

進汽壓力：額定值8.83MPa，最高9.32MPa，最低8.34MPa

進汽溫度：額定值535℃，最高540℃，最低525℃

進汽量：額定值170t/h，最大220 t/h

抽汽參數：2.5MPa，210～300℃，額定抽汽量45t/h,最大抽汽量100t/h

排氣參數：1.5MPa，230～290℃

2 汽輪發電機組在運行中故障及分析

2.1 危急飛環充油試驗不合格

(1)危害：作為汽輪機防止超速的最后一道自動保護手段，如失靈將造成汽輪機飛車的惡性事故。

(2)原因分析：充油管路堵塞；充油量調整螺母調整不到位；充油油封環間隙偏大。

2.2 汽輪機汽封漏汽量大，造成潤滑油中帶水，油質乳化

(1)危害：損傷軸瓦；調速系統卡澀，動作遲緩；保安系統卡澀，對機組安全造成危害；需運行中對潤滑油一直進行濾水和定期對油箱進行防水，造成油品損耗(每月需補充3桶170升L-TSA 46透平油)、廠用電消耗及帶油廢水處理的環保壓力。

(2)原因分析：汽封排汽管路設計不合理。

2.3 機組3#、4#軸瓦振動超標

(1)危害：造成軸瓦損傷；振動嚴重時會造成機組動靜摩擦。

(2)原因分析：安裝質量；發電機動平衡不符合要求；汽輪機與發電機大軸對中不符合要求。

2.4 機組負荷穩定性差波動大

(1)危害：造成電氣頻繁調整無功；造成對外供抽、排汽壓力波動，影響供熱穩定性。

(2)原因分析：凸輪機構裝配不合理，高壓調速汽門卡澀及內部機構磨損；OPC、AST電磁閥、電液轉換器及油動機內部有卡澀和雜物。

3 解決措施

3.1 危急飛環充油試驗不合格

(1)對充油管路進行清理；(2)對充油量調整螺母按照制造廠要求調整到位；(3)將油密封環與汽輪機軸解體，測量軸尺寸為150mm，舊油密封內徑為150.5mm，油密封環和軸間間隙為0.5mm，汽輪機說明書上要求0.06～0.14mm，間隙偏大，更換新油密封環，油密封環和軸間間隙調整為0.12mm。

3.2 汽輪機汽封漏汽量大，造成潤滑油中帶水，油質乳化

對汽輪機汽封管路進行改造，為減少汽輪機汽封漏汽量，保證汽封漏汽能順利外排，增大汽封漏汽前后兩端的差壓。將汽輪機前段第一級汽封由之前的排至抽汽改至排至背壓排汽管線。前段第二級汽封由之前的排至背壓排汽管線改排至高壓除氧器。

3.3 機組3#、4#軸瓦振動超標

3.3.1 3#瓦處理

檢查情況：襯瓦與發電機軸接觸不好；瓦枕與3#瓦底座接觸不好；瓦枕與球面瓦接觸不好；瓦枕墊片太多，最多有10塊(規范要求不超過4塊)。

處理：重新調整瓦枕底部墊鐵位置，保證瓦枕與底座接觸均勻；調整瓦枕，保證瓦枕與球面瓦接觸均勻(為保證球面瓦表面為球面，故不能對球面瓦進行刮瓦)；經調整后3瓦各個參數為：頂隙0.40mm，側隙0.5mm，球面緊力0.04mm，頂蓋緊力0.05mm符合制造廠安裝要求；去掉7塊薄墊片，更換為一塊0.5mm的墊片。

3.3.2 4#瓦處理

檢查情況：襯瓦與發電機軸接觸不好；瓦枕與4#瓦底座接觸不好；瓦枕與球面瓦接觸不好。

處理：重新調整瓦枕底部墊鐵位置，保證瓦枕與底座接觸均勻；調整瓦枕，保證瓦枕與球面瓦接觸均勻(為保證球面瓦表面為球面，故不能對球面瓦進行刮瓦)；經調整后4瓦各個參數為：頂隙0.35mm，側隙0.5mm，球面緊力0.02mm，頂蓋緊力0.06mm符合制造廠安裝要求。

3.3.3 汽輪機與發電機聯軸器找正(面向汽輪機，表頭打電機側)

以上數據為3塊吸力表找正后的數據。從數據中可以看出發電機比汽輪機高0.45mm，左右、高低張口偏差0.035mm。

處理：4#瓦底座加一塊厚0.45mm的鋼墊；3#、4#瓦調整后進行重新找正，找正后數據。

發電機汽隙不超過10%，符合制造廠安裝要求。

3.3.4 汽輪發電機組在線動平衡試驗

(1)檢修前汽輪發電機振動值(2014年10月)，如表1，表2所示。

表1 汽輪發電機轉子檢修前(并網后輸出功率2998kW)振動值/mm

表2 汽輪發電機轉子檢修前(并網后輸出功率5081kW)振動值/mm

(2)檢修后汽輪發電機振動值(2015年1月)，如表3，表4所示。

表3 檢修后汽輪發電機轉子未做動平衡前(未加載平衡塊)振動值/mm

表4 檢修后汽輪發電機轉子動平衡后(加載平衡塊)振動值/mm

備注：做動平衡為在發電機轉子后端加每塊160g配重共加四塊。

3.3.5 中壓油動機閥桿漏油

處理：將回油管線改造DN25；回油管重新安裝，安裝過程中不用U形彎，且管線有一定的坡度，可以自流；回油管直接接至主油箱；重新更換墊片，回油孔暢通。

3.3.6 機組負荷穩定性差波動大

(1)凸輪配汽機構及汽輪機高壓調速汽門

檢查情況：①4組高壓調門操縱座存在嚴重卡澀現象；②2#、4#高壓調門操縱座安裝尺寸不對；③高壓調門與高壓油動機之間的連桿安裝尺寸不對，造成高壓調門標尺刻度與油動機開度不對；④凸輪配汽機構安裝位置不對，造成4#高壓調門操縱座與凸輪配汽機構無法接觸；⑤1#調門固定套筒存在嚴重磨損(直徑為32mm磨到37mm)，由套筒斷面向內部磨損14mm。

處理：①對4組高壓調門操縱座進行解體，拋光、打磨，并在各個拋光面上防咬合劑。最后檢查4組調門，在手動情況下能使操縱桿活動。②2#、4#調門在安裝定位過程中，發現定位銷和球面墊片尺寸不對，進行機加工。③連桿尺寸過長，對調整套筒進行了機加工，由140mm加工至119mm。④凸輪配汽機構重新調整位置，保證每個操作座壓桿能和凸輪接觸，并對凸輪刻度尺進行了標定，到達運行要求。⑤1#調門固定套筒內部磨損，對內部進行合金焊絲亞氟焊堆焊，然后進行機加工，內孔直徑恢復至32mm。

(2)AST電磁閥、OPC電磁閥、電液轉換器及油動機

檢查情況：AST電磁閥、OPC電磁閥及電液轉換器內部卡澀嚴重，有銹跡現象，油動機錯油門內部有銹跡現象。

處理：清洗AST電磁閥組，OPC電磁閥組、電液轉換器及油動機錯油門，使其動作靈活，密封嚴密。

4 效果評估

(1)汽封漏汽明顯減小，在汽輪機3000轉/分帶空負荷時前軸封幾乎無漏汽，后軸封漏汽很小，帶負荷時(由于我部蒸汽外供受限最多帶50%符合)開軸抽風機后基本無泄漏。(2)機組注油試驗合格，實際機械超速動作轉速符合電建規要求。(3)中壓油動機不漏油。(4)3#、4#軸承各方向振動最大28um(小于考核值30um)；其它軸承振動不超過檢修前合格值還有所下降。(5)機組調門波動明顯減小，經測算負荷波動小于0.5MW(小于考核值1MW)。(6)由于潤滑油中不帶水無需開真空濾油機(35kW)僅電費減少開支35×24×30×0.71=1.7892萬元/月。(7)共節省每桶170升L-TSA 46透平油30桶，合計為0.21×30=6.3萬元。(8)確保了設備平穩、安全及長周期運行，對外供汽穩定性大幅提高。