王寶珠，馬永平，王軟胡

（漳澤發(fā)電分公司，山西 長(zhǎng)治 046021）

漳澤發(fā)電分公司6號(hào)汽輪機(jī)組自2003年進(jìn)行DCS、低壓缸通流部分改造以來(lái)，機(jī)組各瓦軸振一直維持在90 μm以下的狀態(tài)運(yùn)行。但從2007年12月開(kāi)始，6號(hào)機(jī)1，2，3號(hào)瓦垂直軸振頻繁增大，出現(xiàn)幾率時(shí)大時(shí)小，很不穩(wěn)定，成為影響機(jī)組安全運(yùn)行的重大隱患，有時(shí)機(jī)組甚至被迫限出力運(yùn)行，嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1 設(shè)備狀況

漳澤發(fā)電分公司6號(hào)機(jī)組為蘇制K-215-130-1型凝汽式汽輪機(jī)，為單軸三缸雙排汽、一次中間再熱、沖動(dòng)式機(jī)組。汽輪機(jī)軸系由高、中、低壓轉(zhuǎn)子，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子及9塊軸瓦組成(如圖1所示)。2003年5月，6號(hào)機(jī)組A級(jí)檢修時(shí)進(jìn)行了DCS改造，將調(diào)節(jié)系統(tǒng)改造為數(shù)字式電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)(DEH)，高壓調(diào)門的開(kāi)啟順序?yàn)?，3，4，2號(hào)；低壓缸通流部分由德國(guó)西門子公司進(jìn)行了增容改造。熱段軸封供汽方式為自密封，冷段軸封供汽方式為本機(jī)除氧器自帶。自A級(jí)檢修后啟動(dòng)至2007年年底期間，6號(hào)機(jī)組運(yùn)行狀況良好。

2 故障情況

6號(hào)機(jī)組各瓦軸振正常運(yùn)行維護(hù)值為小于150 μm。2007年12月前，6號(hào)機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)軸振異常增大的現(xiàn)象。2007年12月開(kāi)始，6號(hào)機(jī)組1號(hào)瓦垂直軸振頻繁增大，并伴隨有2，3號(hào)瓦軸振及1，2，3號(hào)瓦軸承蓋振動(dòng)同時(shí)增大的現(xiàn)象。嚴(yán)重時(shí)1，2號(hào)瓦振動(dòng)值達(dá)到滿表值250 μm，使運(yùn)行人員無(wú)法繼續(xù)監(jiān)視軸振變化，嚴(yán)重威脅機(jī)組的安全運(yùn)行。每次被迫通過(guò)限制機(jī)組負(fù)荷來(lái)調(diào)整軸振，但效果不明顯，振動(dòng)值仍維持較高的水平。

3 故障原因分析

3.1 機(jī)組運(yùn)行周期的影響

6號(hào)機(jī)組自2003年5月A級(jí)檢修到2007年年底已運(yùn)行4年6個(gè)月，期間進(jìn)行過(guò)1次B級(jí)檢修和3次C級(jí)檢修，均未對(duì)高、中壓缸進(jìn)行揭缸檢查、檢修，致使未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除葉片、汽封、阻汽片等部件的沖刷、磨損、脫落現(xiàn)象，機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行環(huán)境惡化。這是造成6號(hào)機(jī)組軸振頻繁增大的一個(gè)原因。

3.2 進(jìn)汽方式的影響

6號(hào)機(jī)組軸振增大現(xiàn)象發(fā)生后，通過(guò)一段時(shí)間的觀察調(diào)整發(fā)現(xiàn)，在順閥狀態(tài)175MW負(fù)荷以下，軸振比較穩(wěn)定；如果繼續(xù)增加負(fù)荷時(shí)，振動(dòng)逐漸增大，這是因?yàn)榇藭r(shí)4號(hào)高壓調(diào)門正在逐漸開(kāi)啟。從圓周進(jìn)汽角度分析，如圖2所示，1，2號(hào)高壓調(diào)門在上部，3，4號(hào)高壓調(diào)門在下部，這時(shí)高壓缸下部進(jìn)汽量開(kāi)始增大，使轉(zhuǎn)子標(biāo)高輕微上移，發(fā)生高壓缸內(nèi)部徑向輕微碰磨以及汽封的動(dòng)靜磨擦，造成軸振增大，所以出現(xiàn)順閥狀態(tài)下不能帶高負(fù)荷現(xiàn)象。采取解列4號(hào)高壓調(diào)門且改為單閥運(yùn)行方式后觀察發(fā)現(xiàn)，滿負(fù)荷時(shí)1，2，3號(hào)軸振較小。因?yàn)榇藭r(shí)4號(hào)高壓調(diào)門解列后，下部只有3號(hào)高壓調(diào)門進(jìn)汽，高壓缸上部進(jìn)汽量大(上部1，2號(hào)高壓調(diào)門進(jìn)汽)，使轉(zhuǎn)子向下輕微移動(dòng)，汽缸內(nèi)部及軸封處輕微碰磨消失。因?yàn)椴捎脝伍y運(yùn)行方式節(jié)流損失大、不經(jīng)濟(jì)，試驗(yàn)結(jié)束后將高壓調(diào)門的閥序改為1，3，2，4號(hào)，這樣使得4號(hào)高壓調(diào)門參與調(diào)整的機(jī)會(huì)減少，機(jī)組軸振得到良好控制。

3.3 運(yùn)行參數(shù)的影響

實(shí)際觀察發(fā)現(xiàn)，主蒸汽溫度快速下降超過(guò)10℃時(shí)對(duì)軸振有一定影響。機(jī)組正常運(yùn)行中主蒸汽溫度下降較快時(shí)，轉(zhuǎn)子會(huì)迅速收縮，造成了高壓轉(zhuǎn)子軸向間隙變小，發(fā)生輕微碰摩，引起軸振增大。這種情況下，也會(huì)使高壓脹差向負(fù)值方向適量變化，極易造成機(jī)組滑停時(shí)高壓缸負(fù)脹差超限。所以，每次機(jī)組滑停時(shí)，降溫速度要控制得很慢。在一次B級(jí)檢修中，對(duì)這種情況進(jìn)行了調(diào)整，但效果不明顯，沒(méi)有徹底解決高壓缸脹差值偏小問(wèn)題。機(jī)組啟動(dòng)后滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，高壓缸脹差為0.76mm(修前為0.6 mm)，該缺陷還需要進(jìn)一步處理。

3.4 機(jī)組對(duì)外供汽的影響

汽輪機(jī)對(duì)外供汽取自高壓缸排汽，滿負(fù)荷時(shí)高壓缸排汽參數(shù)為溫度337℃、壓力2.83MPa。汽輪機(jī)抽汽通過(guò)廠減器以后，壓力降至0.4MPa～0.6 MPa，溫度降至280℃～300℃，輸入廠用蒸汽母管系統(tǒng)。每次軸振增大發(fā)生時(shí)，關(guān)小廠減器進(jìn)汽調(diào)整門，使其開(kāi)度由100%降至10%～20%，減少抽汽量，汽輪機(jī)軸振有下降趨勢(shì)。這說(shuō)明汽輪機(jī)大量對(duì)外供汽時(shí)會(huì)引起軸系不穩(wěn)。

3.5 設(shè)備缺陷(包括設(shè)計(jì)缺陷)的影響

采取以上措施后，6號(hào)汽輪機(jī)1，2，3號(hào)瓦軸振得到了良好控制，但仍有增大現(xiàn)象。通過(guò)進(jìn)一步觀察分析發(fā)現(xiàn)，其原因是鍋爐連排擴(kuò)容器至除氧器管與冷段軸封供汽管距離太近，只有400mm(設(shè)計(jì)原因)。每次鍋爐連排擴(kuò)容器投運(yùn)后，由于進(jìn)入除氧器的蒸汽壓力較高，造成除氧器水箱內(nèi)局部汽水共騰，高負(fù)荷時(shí)更加明顯，致使冷段軸封供汽溫度由133℃降至101℃。因?yàn)槌跗鲀?nèi)的飽和水(150℃)，進(jìn)入軸封管以后壓力降低(軸封供汽壓力只有0.06 MPa)，對(duì)應(yīng)的飽和水溫下降至100℃左右，從而造成中、低壓缸脹差向負(fù)值方向變化，引起軸系不穩(wěn)，進(jìn)而發(fā)生軸振增大現(xiàn)象。如果此時(shí)迅速全關(guān)連排擴(kuò)容器進(jìn)汽調(diào)整門，冷段軸封供汽溫度回升至133℃后，1，2，3號(hào)瓦軸振逐漸恢復(fù)至正常。圖3、圖4為采取相應(yīng)措施前后48 h內(nèi)1，2，3號(hào)瓦軸振的對(duì)比曲線。可以看出，圖4中的軸振明顯好于圖3。

4 采取措施

(1) 將汽輪機(jī)高壓調(diào)門的開(kāi)啟順序由1，3，4，2號(hào)改為1，3，2，4號(hào)。這樣可使得4號(hào)高壓調(diào)門參與調(diào)整的機(jī)會(huì)減少，始終保持高壓缸上部進(jìn)汽量大于下部進(jìn)汽量，減小轉(zhuǎn)子的上浮量，增加轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性，減小轉(zhuǎn)子與汽缸、汽封的動(dòng)靜碰磨，從而更好地控制機(jī)組的振動(dòng)。

(2) 針對(duì)投運(yùn)連排擴(kuò)容器時(shí)軸封供汽溫度下降的現(xiàn)象，采取了開(kāi)啟軸封供汽管疏水，盡量保持除氧器低水位運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)軸振增大則迅速關(guān)小連排調(diào)整門等一系列手段，使6號(hào)機(jī)軸振增大問(wèn)題得到了有效控制，軸振基本上穩(wěn)定在90 μm以下。但是，這種臨時(shí)措施會(huì)影響到鍋爐連排擴(kuò)容器的投運(yùn)，使?fàn)t水品質(zhì)受到一定影響，所以最終采取在連排來(lái)汽管與軸封供汽管之間加裝600mm×400mm隔板的方式(如圖5所示)，較好地控制了軸封管帶水現(xiàn)象的發(fā)生，使機(jī)組啟動(dòng)后各瓦軸振穩(wěn)定在合格范圍內(nèi)，徹底消除了這一隱患。

(3) 機(jī)組運(yùn)行中，保持主汽、再熱汽參數(shù)穩(wěn)定，特別是機(jī)組負(fù)荷變化、啟停制粉系統(tǒng)、鍋爐吹灰等工況下，應(yīng)認(rèn)真調(diào)整，避免汽溫、汽壓大幅波動(dòng)。

(4) 在條件允許的情況下，盡量不投運(yùn)6號(hào)機(jī)廠減器，而首先考慮投運(yùn)其他機(jī)組廠減器。如果6號(hào)機(jī)廠減器在投運(yùn)狀態(tài)時(shí)，應(yīng)保持調(diào)整門較小開(kāi)度；發(fā)生軸振增大時(shí)，可以通過(guò)關(guān)小廠減器進(jìn)汽調(diào)整門以減少機(jī)組抽汽量的方法來(lái)控制軸振增大。

5 結(jié)束語(yǔ)

分析了引起機(jī)組軸振增大的幾個(gè)原因；在采取相應(yīng)的措施后，機(jī)組軸振增大現(xiàn)象得到了控制。全國(guó)同類型機(jī)組有幾十臺(tái)，如有類似不安全現(xiàn)象，可進(jìn)行檢查，必要時(shí)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。