一種防止汽輪機振動探頭燒損方式的探討

季 楷

（京能秦皇島熱電有限公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

發電機組軸瓦運行狀況直接關系到汽輪發電機組安全生產和企業的經濟效益，因此對振動進行有效的狀態檢測和故障診斷具有重要的意義。通常情況下，汽輪發電機組軸瓦振動信號通過軸瓦振動探頭進行測量。某火電廠一臺由上海汽輪機廠生產的600 MW亞臨界汽輪發電機組，由于1#瓦處軸封漏氣溫度高造成1#瓦軸振探頭燒損，直接影響機組安全及運行監視。

1 汽輪機組軸承工作概述

在基礎系統內，滑動軸承至關重要，其運轉狀態對旋轉機械工作性能具有較大影響。旋轉機械工作期間，轉子運轉多由軸瓦和軸頸表面油膜支撐。工作過程中，軸瓦發生問題極易導致油膜失衡，軸承溫度較高時也會導致振動異常問題。如果不及時處理上述問題，軸承溫度將不斷升高，不僅會損傷軸承，還會增加安全事故發生率[1-3]。所以，對機組軸承振動的可靠監視對于機組安全非常重要。

2 技術背景

汽輪機發電機組是發電廠的關鍵生產設備，其運行狀況直接關系到安全生產和企業的經濟效益，因此對其進行有效的狀態檢測和故障診斷具有重要意義。汽輪發電機組屬于典型的旋轉機械，其軸瓦振動信號通常通過軸瓦振動探頭進行測量。

通過對某火電廠一臺由上海汽輪機廠生產的600 MW亞臨界汽輪發電機組的振動監視系統應用場景的調查，發現目前振動探頭存在以下問題：由于1#瓦軸封存在漏汽現象，汽輪機軸瓦振動探頭安裝位置溫度較高，常規引線及探頭高溫環境工作受命較短。這一問題解決方案通常有兩種：一是使用耐高溫振動探頭及電纜，其缺點是耐高溫振動探頭及電纜價格昂貴，并且在使用過程中并不能徹底解決此高溫損壞探頭的問題；另一種方法是增加臨時壓縮空氣吹掃冷卻，但存在冷卻效果差、現場布置困難等問題。

3 創新思路分析

針對上述技術問題，設計了一種汽輪機軸瓦振動探頭循環冷卻裝置，以解決汽輪機軸瓦振動探頭高溫環境下使用壽命短的問題。

初步的設計思路：制作一種汽輪機軸瓦振動探頭循環冷卻裝置，包括外套管、內套管和隔絕板，內套管設置在外套管內，通過隔絕板與外套管固定連接；內套管用于設置導線，其一端設置有用于與送風管連接的送風口，另一端與外套管端部保持距離形成通風口，所述外套管的一端設置有用于回風的回風欄，另一端用于設置振動探頭。

該汽輪機軸瓦振動探頭循環冷卻裝置，還包括設置在內套管一端的穿線板，穿線板上設置有用于使導線穿過的穿線孔，送風口設置在穿線板上。

外套管與內套管同軸設置，隔絕板有兩塊，隔絕板將外套管與內套管之間的回風通道均分為兩部分。

4 技術方案

4.1 具體設計方案及配圖

（1）該汽輪機軸瓦振動探頭循環冷卻裝置，包括外套管、內套管和隔絕板：內套管設置在外套管內，并通過隔絕板與外套管固定連接，內套管用于設置導線，其一端設置有用于與送風管連接的送風口，另一端與外套管端部保持距離形成通風口；外套管的一端設置有用于回風的回風欄，另一端用于設置振動探頭（圖1、圖2）。外套管外側遠離振動探頭的一端設置有螺母，用于固定整個外套管。

圖1 汽輪機軸瓦振動探頭循環冷卻裝置主視圖

圖2 汽輪機軸瓦振動探頭循環冷卻裝置俯視圖

（2）汽輪機軸瓦振動探頭循環冷卻裝置，還包括設置在內套管一端的穿線板，穿線板上設置有用于使導線穿過的穿線孔，送風口設置在穿線板上（圖3）。

圖3 汽輪機軸瓦振動探頭循環冷卻裝置左視圖

（3）汽輪機軸瓦振動探頭循環冷卻裝置，還包括設置在內套管內的穿線管，導線設置在所述穿線管內。通過設置穿線管，可以避免冷卻壓縮空氣進入時對導線的擾動。

（4）冷卻裝置中，外套管與內套管同軸設置，隔絕板有兩塊，隔絕板將所述外套管與內套管之間的回風通道均分為兩部分。

4.2 工作原理

外套管將回風通道與外界隔絕，內套管設置送風通道和導線，外套管與內套管之間設置送風通道，隔絕板用于連接內套管和外套管，使內套管固定在外套管內（圖4）。工作時，冷卻壓縮空氣通過通風口進入內套管內的送風通道內，冷卻置于內套管中導線及位于端部的振動探頭，再經過通風口進入回風通道中，最后經回風欄將被加熱的冷卻空氣排出，從而實現用流動的壓縮空氣不斷冷卻連接探頭信號導線的功能。

圖4 內套管截面

5 結論

使用上述振動探頭冷卻裝置，可對現有汽輪機軸瓦振動探頭及其導線進行冷卻，能夠使振動探頭及延長電纜在高溫環境中可靠使用，同時可減少因高溫導致振動探頭故障次數增加、降低維護成本，提升機組的安全性能。

該裝置還具有體積小、造價低、可重復拆裝使用等特點，具有推廣應用價值。