330mw机组低压缸轴瓦温度缺陷分析

330mw机组低压缸轴瓦温度缺陷分析

1分缸与轴瓦结构及测温元件的布置3号发电厂的功率为ps30-17.75、540、540吨亚临界、一次中间加热、三池双汽、凝汽汽车。机组允许长期运行负荷为零时背压为0.008MPa.a，满负荷时背压为0.016MPa.a，机组跳闸时的保护背压为0.021MPa.a。汽轮机采用高、中压汽缸分缸，低压缸对称分流布置。汽轮机高、中压缸轴承座固定在台板上，低压外缸放在台板上，台板放在固定于机座的垫板上。高、中压转子轴承放置在落地轴承箱内，低压转子轴承分别设置在低压缸的前后端上，低压缸轴承由上下瓦两部分构成。高、中、低压转子6个轴承为椭圆形轴承，轴承形式布置为双层结构，轴承内层为轴瓦本体，靠近低压缸侧称前轴瓦，远离低压缸侧称后轴瓦。外层为轴瓦套．轴承下瓦套下部设有一块可调整的支撑垫铁。轴瓦体下部靠近乌金面前后端各设置一支测量轴承金属温度的埋入式双支热电偶，并将该测温元件的接线引至汽机本体接线盒，测温元件具有良好的抗震性能。各轴承设计金属温度不超过90℃汽轮机各轴承报警温度95℃，跳机温度为110℃，轴承乌金材料允许在115℃以下运行。2系统正常运行该机组启动为中压缸启动方式，首次冲车过程中，随着汽轮机转速升高，5、6号轴承温度逐渐升高，机组定速后，汽轮机组除5、6号轴瓦温度外各参数均正常。当系统真空达机组正常运行要求时，6瓦后瓦温度高达109℃，其前后瓦温差也达24℃，5号轴瓦温度也处于高限值。经过一段时间空负荷运行观察，6瓦瓦温始终接近跳机温度值没有下降趋势，机组在不同转速及真空下5、6号前后瓦温度变化数值见表1所示。3机组通过良好的控制轴瓦温度，发生严重的严重事故机组轴瓦温度接近高限运行严重影响了机组的安全稳定运行，是机组试运过程中的不安全因素，如不采取可靠措施控制机组接近跳机值运行的轴瓦温度，随时可能发生润滑油油质恶化、机组振动、轴瓦乌金烧毁、汽轮机动静碰磨、转子轴颈损伤等一系列严重的连锁事故。所以必须处理好该机组轴瓦温度高、前后瓦温差大缺陷，才能满足带负荷继续运行的要求，是机组长周期连续运行的必要条件。4系统真空对轴瓦温差值的影响查阅机组低压缸轴瓦现场装配资料，5、6号轴瓦下垫铁安装、轴瓦标高均符合厂家标准要求，各轴瓦的间隙值也符合规范，轴瓦进、回油量处于正常范围内，5、6号轴瓦瓦振、轴振均在3丝以下。据此可以排除轴瓦温度高由以上因素引起。通过冲转过程中观察5、6号轴瓦温度变化与系统真空有密切关系，从轴瓦温度变化趋势中可以看出，改变系统真空对瓦温变化有相当大的影响，机组真空增大时，5、6号瓦温差值也增大，当机组真空达-82kPa时，6号瓦温度已迫近厂家规定的停机值（110℃），6号轴瓦前后轴瓦温差高达24℃。以上数据为下一步分析处理问题提供了有利依据。该机组低压缸轴瓦由轴承座、下部垫铁、瓦套、支承轴瓦组成，原始安装时底部垫铁没有斜度，所以轴瓦安装在水平面上。当机组运行系统抽真空时，由于低压缸材质较软，刚度不足，低压缸受大气压力影响而向下变形，随系统真空提高变形量越来越大，因此低压缸的中心形成一个向下的挠度曲线。由于低压转子轴瓦座落在低压缸上，所以6号轴瓦向相对低压缸中心方向倾斜，后轴瓦乌金面与转子轴颈接触面加大，轴瓦后端承力超载，轴瓦前端承载减少，整个轴瓦载荷不均匀，这就是造成轴承后瓦温度高且前后端温差大的主要原因（图1、2所示）。5斜度的调整来消除旋转轴瓦温度为了消除机组运行的轴瓦不安全隐患因素，必须降低低压缸轴瓦温度，减少轴瓦前后瓦温差，以增加机组轴瓦的稳定性，确保机组安全稳定运行。根据问题原因分析结果，参考厂家建议，提出现场处理轴瓦温度高及前后瓦温差大问题的方案：重新调整6号轴瓦状态，将底部垫铁取出，加工成带有一定斜度的斜垫，争取做到在机组正常真空状态运行时，轴瓦倾斜成水平状态，以此斜度值来补偿系统抽真空后轴瓦的倾斜度，低压缸变形产生的挠度恰好使前后轴瓦乌金面与转子轴颈充分接触，使轴瓦载荷均匀，保证轴颈与轴瓦充分接触，不仅可以降低轴瓦温度，同时还可以消除前后瓦产生的温差（图3、4所示）。具体方案为将该轴瓦下部垫块取出，加工成后侧比前侧小10丝的楔形块，不改变轴瓦标高，然后按标准要求装配。经处理后启动观察，此次处理效果不明显，机组定速后，低压缸轴瓦温度依旧偏高。具体数值见表2所示。从表2中数据可以看出，5、6号前后瓦温在同样工况方式下基本没有变化，真空为-82kPa时，6瓦后瓦温度依然达到108℃，前后瓦温差依旧很大，说明调整后的楔形块的斜度不足，机组处于高真空运行时，轴瓦仍处于倾斜状态，轴瓦载荷仍不均匀。根据此次处理经验，下次处理时应重点考虑加大该垫块的斜度值，才可从根本上彻底解决该问题。6确定方案及结果改变轴瓦垫块斜度值10丝启动后低压缸轴瓦温度没有达到理想效果，说明该次斜垫斜度值偏小，要想解决该机组轴瓦偏高的问题，满足机组运行要求，必须再次采取措施进行处理。但停机后汽机内缸温度达260℃，且发电机内部已充氢，按正常操作程序需待缸温降至150℃以下，停润滑油、顶轴油、密封油、发电机氢置换后才能取出轴瓦下部楔形块。整个步序至少需要6天时间，这就严重影响机组试运的工期安排。为不延误机组试运进度，必须采取立即进行处理而又不影响机组安全的方案，才可以保证机组按计划顺利进行下一步试运计划。经商讨后确定具体方案为：在该缸温下停润滑油、顶轴盘车系统，不停密封油系统，保持空氢侧油箱高油位运行，维持当前氢压密封氢气不外泄，短时间内对6号轴瓦润滑油进油口加堵板，加堵工作结束后启动各油系统手动盘车180度静止转子，确保汽轮机组转子不产生弯曲现象。然后再进行6瓦缺陷处理工作。经实践证明停润滑油系统切断密封油供油油源，关闭氢侧密封油箱自动、手动补排油阀门，靠密封油自身油量可以保证30min内密封效果良好，这样就可以免除发电机排氢同时进行6瓦消缺工作，为机组缺陷处理争取了宝贵时间。参照上次处理经验及处理结果，改变6号瓦垫块10丝斜度，并没有改变该瓦的承载能力，两次启机工况状态下，6瓦承载始终偏大且承载不均匀。所以应继续加大6号轴瓦底部垫片斜度值以改变在机组抽真空状态下的承载情况。此次处理方案为：不改变轴瓦标高，下部垫铁由原来的10丝斜度加大为25丝，要求垫铁由专业磨床进行加工，保证垫铁斜度精确度。垫铁经磨床加工后测量前后斜度为24.5丝，重新装配后机组再次启动，5、6号轴瓦温度及前后瓦温度有了显著改善，此次处理达到了预期目的，取得了良好效果。详细数据见表3。从表3可以看出第二次改变垫铁斜度装配后，经过改变系统真空试验，系统真空大幅变化时，5、6号瓦温基本未发生改变，与以往同工况条件下对比，该次处理后6号后轴瓦温度降低了23℃，温差也缩至14℃以内，取得了明显的效果，从根本上解决了低压缸瓦温受系统真空影响的问题。对机组能够顺利投产发电具有重大意义。7低压缸轴瓦温调整建议通过两次改变轴瓦底部垫铁的斜度值，成功处理了低压缸轴瓦温度高的缺陷。由于该类型机组低压缸缸体比较软，在抽真空状态下容易变形，所以瓦温受真空影响比较明显。机组正常运行时，低压缸两轴瓦温度仍高于其他各轴瓦温度，为了确保机组在正常运行过程中瓦温不超标，在运行过程中应注意机组的运行方式，做好防止低压缸轴瓦温度高的预防措施，以下给出能保证机组持续安全稳定运行的一些建议。(1)在保证机组瓦温在允许范围内，尽可能提高系统真空值，确保机组热效率。(2)在冬季工况下运行时，由于环境温度较低，机组系统真空相对较高，此时可以通过增大轴封溢流阀开度来降低轴封供汽压力，相对降低系统真空，以此来控制低压缸轴瓦温度。(3)机组夏季工况下，尽可能保证润滑油供油温度在合理范围内，以保证机组正常运行，瓦温等各项参数不超标，建议机组尽量保持润滑油进油温度40℃运行，对低压缸瓦温控制较为有利。(4)根据6号轴承后瓦瓦温与低压缸轴封供汽温度变化曲线（图5）可以看出：轴封供汽温度上升6瓦后瓦温度相应升高，轴封供汽温度下降6瓦后瓦温度