摘 要:對運行中15MW汽輪發電機組汽輪機振動大的原因進行分析,經過對停機惰走時間的減少、盤車時跳電、前氣缸內有金屬摩擦音,判斷汽輪機內部有阻礙轉子正常旋轉的故障產生,并對汽輪機做開缸檢查,避免故障擴大化。
關鍵詞:15MW汽輪機;振動大;汽封套圈;軸瓦
1 簡介
為響應公司節能減排的政策,在目前公司煤氣比較富裕的情況下,能環部熱力鼓風機站新安裝一臺15MW汽輪發電機組??紤]到2011年5月左右,熱電項目部135MW全燃氣余能發電機組就將投產,屆時這臺機組就要停止運行,實際運行只有2年左右的時間,在此基礎上,2009年初采購了一臺二手的15MW汽輪發電機組,汽輪機為中壓、單缸、雙抽氣、凝汽式汽輪機。汽輪機前軸承和推力軸承成一體,組成聯合軸承,推力軸承為可傾瓦式,后軸承為徑向橢圓瓦。
該機組于2009年6月22日投產并網發電,因該機組為二手舊機組,各項性能劣化嚴重。尤其是調節系統不穩定,在運行中經常會造成0.3MW的負荷自動大幅度波動,為了確保鍋爐和鼓風機組安全運行,負荷控制在11-12KW左右。7月13日,18:20汽輪機和發電機四個軸瓦的振動有所上升,其中2#、3#瓦振動升至60?m、隨后又下降到30?m以下,20:00四個軸瓦的振動同時開始快速上升(初始值在10-20?m左右),值班工長發現振動快速上升后聯系作業區(此時振動已到90?m),崗位人員立即打閘停發電機和汽輪機,瞬時2#瓦振動最高達到200?m,超過跳機設定值110?m。
2 振動原因分析
(1)機組停機后,對整個過程進行全面仔細分析,存在的異常情況如下:
1)停機后機組轉速由3000r/min到0的時間僅有12分鐘,(前二次停機惰走時間在22分鐘),惰走時間急劇減少,同時電動盤車出現二次跳電。
2)機組在盤車的過程中,盤車轉速6r/min,能明顯聽出前汽缸內有金屬摩擦聲。
根據以上現象判斷,汽輪機內部有阻礙轉子正常旋轉的故障產生,必須對汽輪機做開缸檢查,避免故障擴大化。
(2)7月16日汽輪機揭缸檢查發現轉子上前汽封套圈嚴重變形破裂(其中一段已脫落),前汽封體嚴重磨損,見圖1:
同時打開汽輪機前后軸承箱,發現1#軸瓦上瓦磨損,2#軸瓦下瓦磨損嚴重,軸承部分烏金層破損脫落,見圖2:
(3)原因分析:由于轉子上前汽封套圈逐漸受熱膨脹變形破裂,破裂脫落部分與對應處的上下隔板汽封發生碰擦,導致動靜部分碰磨,引起機組振動迅速上升,同時造成軸瓦受損,尤其是2#軸承下瓦部分烏金層破損脫落,軸瓦烏金脫落與本身澆灌質量有一定關聯,因當時軸瓦溫度分別為1#瓦93℃、2#瓦72℃、3#瓦60℃、4#瓦57℃,并沒有達到烏金熔化溫度(105-110℃),其次是烏金顏色沒變化。
此套汽封套圈為安裝前由二手設備的提供廠家新更換的,并不是由制造廠南京汽輪機廠供貨的備件,分析在材質和制造工藝有問題,造成運行中出現變形破裂。
3 處理措施
(1)將轉子送到南京汽輪機廠對汽封套圈、汽封體進行更換,轉子做動平衡試驗。
(2)更換烏金磨損較嚴重的1#、2#軸瓦,并對3#、4#軸瓦進行檢查。
(3)由于機組運行中一直存在負荷波動的問題,對調速保安、潤滑油系統進行清洗,重點部件解體清洗(如電磁閥、危急遮斷器、錯油門、油動機等)。
(4)軸瓦烏金磨損后雜質會進入油系統,對油箱及油系統進行油循環。
(5)檢修完成,機組重新投入運行,負荷穩定在12-13MW,振動值保持在10-20?m,設備運行平穩。
4 結論
(1)對于高速旋轉的機械設備,振動是無法避免的,當機組出現異常振動時,技術人員首先要沉著冷靜地觀察振動的特征,仔細查看運行趨勢,如機組的油壓、軸瓦振動、溫度、軸位移、推力瓦溫度、惰走時間等,對癥下藥,才能快速準確的找到故障點,達到事半功倍的效果。
(2)該汽輪機為舊機組,各項性能已劣化,設備質量存在較多隱患,機組穩定性差。根據機組的設備工況,今后機組運行盡量保持穩定工況,進汽量上限不超過75噸、下限不低于40噸。尤其是機組進汽量不超過75噸的額定進汽量,再增加負荷會使汽輪機轉子未兩級葉片斷裂的風險增大。
參考文獻:
[1]汽輪機檢修編委會.汽輪機檢修[M].北京:中國電力出版社,2010.
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[3]陸頌元.汽輪發電機組振動[M].北京:中國電力出版社,2000.
作者簡介: 王東(1981-),男,工程師,安徽理工大學畢業,目前從事動力機械設備管理工作。endprint