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        西屋350MW機(jī)組#7軸瓦振動(dòng)值偏大問題的原因分析與處理

        2021-10-12 14:55:37魏貝
        科技研究 2021年21期
        關(guān)鍵詞:沉降軸瓦標(biāo)高

        魏貝

        摘要:本文介紹了許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司1號(hào)機(jī)組勵(lì)磁集電環(huán)短軸支撐軸瓦在機(jī)組大修后,由于基礎(chǔ)沉降、軸瓦標(biāo)高變化引起軸瓦振動(dòng)值緩慢增大問題的原因分析、處理方案及后續(xù)檢查、調(diào)整的關(guān)鍵點(diǎn)。

        關(guān)鍵詞:軸瓦;沉降;標(biāo)高;振動(dòng)

        一、設(shè)備概況

        許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司一期工程為上汽引進(jìn)美國(guó)西屋公司350MW亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙排汽、凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組,機(jī)組設(shè)計(jì)出力為350.23MW,設(shè)計(jì)主蒸汽壓力為16.67MPa,主蒸汽溫度為538℃,再熱蒸汽溫度為538℃。在循環(huán)水溫度21℃時(shí),可保證排汽壓力5.3KPa,額定蒸汽流量1062.36t/h。龍崗公司一期1號(hào)機(jī)組、2號(hào)機(jī)組分別于2001年6月、12月投產(chǎn)。

        汽輪機(jī)高壓-中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子均為雙軸瓦支撐,相鄰轉(zhuǎn)子相互之間為剛性靠背輪聯(lián)結(jié)。為了使軸瓦運(yùn)行穩(wěn)定,汽輪機(jī)高中壓轉(zhuǎn)子及低壓轉(zhuǎn)子#1、#2、#3、#4軸瓦采用可傾瓦結(jié)構(gòu),發(fā)電機(jī)#5、#6軸瓦采用半可傾瓦結(jié)構(gòu),發(fā)電機(jī)勵(lì)磁集電環(huán)短軸#7軸瓦也采用可傾瓦結(jié)構(gòu)。為了防止機(jī)組低速時(shí)轉(zhuǎn)子與軸瓦間發(fā)生干磨擦,低壓轉(zhuǎn)子#3、#4軸瓦設(shè)置了頂軸油系統(tǒng)。推力軸瓦采用中心可自動(dòng)調(diào)整的KINGBURY結(jié)構(gòu),盤車裝置采用轉(zhuǎn)速為3rpm的低速盤車。

        二、#7軸瓦振動(dòng)偏大問題的事件描述

        2020年9~11月,許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司1號(hào)機(jī)組進(jìn)行了投產(chǎn)后的第3次A級(jí)檢修,A級(jí)檢修中對(duì)高中壓缸、低壓缸及推力軸瓦、#1-#7支撐軸瓦進(jìn)行了解體檢修。A修后11月份1號(hào)機(jī)組啟動(dòng),汽輪機(jī)各軸瓦軸振值、瓦振值及軸承金屬溫度均在合格范圍內(nèi)。

        2021年2月,1號(hào)機(jī)組#7軸瓦振動(dòng)值開始出現(xiàn)緩慢增大的趨勢(shì),尤其是#7軸瓦Y向軸振值增大最為明顯,振動(dòng)值增大至93μm,#7軸瓦X向軸振值及瓦振值也同樣有不同程度的增大。

        2021年5月,#1機(jī)組#7軸瓦振動(dòng)值增大情況持續(xù)加劇,Y向軸振值已達(dá)到135μm超過報(bào)警值(報(bào)警值設(shè)置為125μm)。

        1號(hào)機(jī)組#7軸瓦軸振值、瓦振值自2020年A修后啟動(dòng)到2021年5月份,隨時(shí)間變化情況如下表所示:

        三、#7軸瓦振動(dòng)值增大問題的原因分析

        針對(duì)許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司1號(hào)機(jī)組#7軸瓦振動(dòng)值自A級(jí)檢修后半年開始出現(xiàn)緩慢增大的問題,我們對(duì)1號(hào)機(jī)組進(jìn)行了振動(dòng)的測(cè)試與頻譜分析,并結(jié)合1號(hào)機(jī)組TDM系統(tǒng)故障原因分析結(jié)果,初步判斷造成#7軸瓦振動(dòng)值緩慢增大的原因?yàn)?7軸瓦標(biāo)高發(fā)生變化,軸瓦標(biāo)高的變化造成#7軸瓦軸頸揚(yáng)度發(fā)生變化,軸系揚(yáng)度不再符合使轉(zhuǎn)子中心連接成一條光滑曲線的要求,從而造成軸系不穩(wěn)定引起軸瓦振動(dòng)值的增大。

        而對(duì)于#7軸瓦標(biāo)高發(fā)生變化的原因,我們查閱了許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司全廠建構(gòu)筑物沉降觀測(cè)項(xiàng)目觀測(cè)報(bào)告,報(bào)告中選取了1號(hào)機(jī)汽機(jī)房全周10個(gè)點(diǎn)作為沉降觀察點(diǎn),以2018年9月份測(cè)量觀察點(diǎn)的高程作為初始基準(zhǔn)。報(bào)告顯示,近三年1號(hào)機(jī)汽機(jī)基礎(chǔ)有一定程度不均勻沉降,詳細(xì)沉降數(shù)據(jù)如下:

        沉降值單位:mm

        根據(jù)上述報(bào)告中記錄的1號(hào)機(jī)組汽機(jī)房基礎(chǔ)沉降數(shù)據(jù),可以看出汽機(jī)房#1-10個(gè)觀測(cè)點(diǎn)每年均有不同程度的沉降,以2019-2020年度為例,接近一年的時(shí)間1號(hào)機(jī)汽機(jī)基礎(chǔ)最大沉降點(diǎn)為10點(diǎn)位置,沉降量1.00mm,最小沉降點(diǎn)為4點(diǎn)位置,沉降量為0.20mm。

        由此可以判斷,1號(hào)機(jī)汽機(jī)基礎(chǔ)不同位置在一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了不均勻的沉降,2020-2021年度,#7軸瓦處沉降量較軸系其它支撐瓦位置的沉降量偏大,從而導(dǎo)致了1號(hào)機(jī)組#7軸瓦標(biāo)高發(fā)生明顯偏大的變化,#7軸瓦軸頸揚(yáng)度下降,致使整個(gè)軸系中心不再是一條連續(xù)光滑的曲線,導(dǎo)致了軸瓦載荷分配不合理、軸系不穩(wěn)定,從而引起#7軸瓦振動(dòng)緩慢增大情況的發(fā)生。

        四、處理過程及結(jié)果

        結(jié)合上述對(duì)許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司1號(hào)機(jī)組#7瓦振動(dòng)值緩慢增大的原因分析,我們制定了通過調(diào)整#7瓦標(biāo)高來(lái)治理軸瓦振動(dòng)值偏大問題的方案。按照方案,利用2021年6月份1號(hào)機(jī)停機(jī)檢修機(jī)會(huì),對(duì)#7軸瓦進(jìn)行了解體、測(cè)量與調(diào)整工作,詳細(xì)處理過程如下:

        (1)1號(hào)機(jī)組停運(yùn)后,調(diào)節(jié)級(jí)溫度降至180℃,主機(jī)達(dá)到停運(yùn)盤車的條件,停運(yùn)盤車及主機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)。

        (2)拆除勵(lì)磁集電環(huán)短軸化妝板及#7軸瓦溫度、振動(dòng)測(cè)點(diǎn)。

        (3)為防止#7軸瓦解體調(diào)整過程軸瓦基礎(chǔ)發(fā)生軸向位移的變化,測(cè)量軸瓦解體調(diào)整前與軸瓦后部冷卻風(fēng)扇外殼上、下、左、右四點(diǎn)的軸向距離并做記錄。

        (4)拆卸外油擋,解體#7軸瓦上半,測(cè)量調(diào)整前軸瓦緊力、頂隙,翻出#7軸瓦下半,為防止#7軸瓦解體調(diào)整過程,軸瓦基礎(chǔ)發(fā)生徑向位移變化,測(cè)量軸瓦基礎(chǔ)調(diào)整前油擋洼窩中心,并作記錄。

        (5)測(cè)量#7軸瓦軸頸揚(yáng)度,實(shí)測(cè)值為后揚(yáng)1.33mm/m,該揚(yáng)度值與2020年1號(hào)機(jī)A級(jí)檢修后#7軸瓦軸頸揚(yáng)度比較(2020年1號(hào)機(jī)A級(jí)檢修后#7軸瓦軸頸揚(yáng)度為后揚(yáng)1.69 mm/m),發(fā)生了一個(gè)很明顯的減少,說(shuō)明#7軸瓦在A修后運(yùn)行過程標(biāo)高確實(shí)發(fā)生了一個(gè)較為明顯的降低,這也印證了我們對(duì)于#7軸瓦振動(dòng)增大原因?yàn)榛A(chǔ)沉降造成變標(biāo)高降低、軸系不穩(wěn)定的判斷。

        為處理#7軸瓦振動(dòng)偏大問題,我們需對(duì)#7軸瓦標(biāo)高進(jìn)行調(diào)整,以恢復(fù)#7軸頸揚(yáng)度符合整個(gè)軸系對(duì)于揚(yáng)度的要求。調(diào)整方案為通過在#7軸瓦基礎(chǔ)下部加墊片,提高軸瓦標(biāo)高,恢復(fù)#7軸頸揚(yáng)度接近于2020年1號(hào)機(jī)A修后的軸頸揚(yáng)度。具體調(diào)整過程如下:

        (6)松動(dòng)#7軸瓦基礎(chǔ)螺栓,通過軸瓦基礎(chǔ)下部頂絲,將軸瓦基礎(chǔ)頂起合適的高度,在基礎(chǔ)下部左右兩側(cè)分別加裝0.35mm的不銹鋼墊片。

        (7)按照上述所記錄的#7軸瓦解體調(diào)整前距風(fēng)扇上、下、左、右四個(gè)方向的軸向距離,恢復(fù)軸瓦基礎(chǔ)的軸向位置,保證加墊片調(diào)整后軸瓦基礎(chǔ)軸向位置與調(diào)整前一致。

        (8)按照上述記錄的軸瓦基礎(chǔ)調(diào)整前油擋洼窩中心記錄,恢復(fù)軸瓦基礎(chǔ),保證加墊片調(diào)整后軸瓦基礎(chǔ)徑向位置與調(diào)整前一致。

        (9)測(cè)量調(diào)整后#7軸瓦軸頸揚(yáng)度,實(shí)測(cè)值為1.66mm/m,該揚(yáng)度值與預(yù)期期望值1.69mm/m接近,不再進(jìn)行繼續(xù)調(diào)整,調(diào)整結(jié)束。

        (10)回裝#7瓦下瓦,扣上瓦,測(cè)量軸瓦調(diào)整后軸瓦緊力、軸瓦頂隙值在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)。

        (11)回裝#7瓦上瓦,恢復(fù)#7軸瓦溫度、振動(dòng)測(cè)點(diǎn),回裝勵(lì)磁集電環(huán)短軸化妝板。

        (12)檢修調(diào)整結(jié)束,現(xiàn)場(chǎng)清理。

        經(jīng)此次1號(hào)機(jī)#7軸瓦標(biāo)高調(diào)整,我們通過在軸瓦基礎(chǔ)下部加0.35mm墊片抬高了軸瓦標(biāo)高,增大了軸頸揚(yáng)度。2021年6月份,1號(hào)機(jī)組啟動(dòng),汽機(jī)沖轉(zhuǎn)一次成功。啟動(dòng)后機(jī)組帶248MW負(fù)荷情況下,#7軸瓦X/Y向軸振值分別為28.5μm、60.5μm,#7軸瓦X/Y向瓦振值分別為31.6μm、34.1μm。#7軸瓦軸振、瓦振振動(dòng)值均下降至合格范圍,1號(hào)機(jī)組#7軸瓦振動(dòng)偏大問題處理情況理想。

        五、結(jié)論與后續(xù)檢查、調(diào)整建議

        西屋350MW機(jī)組汽輪機(jī)因汽機(jī)房基礎(chǔ)沉降不均,造成勵(lì)磁集電環(huán)短軸#7軸瓦基礎(chǔ)標(biāo)高發(fā)生變化、軸頸揚(yáng)度下降,該變化使得整個(gè)軸系揚(yáng)度不再滿足轉(zhuǎn)子中心線連接成一條光滑曲線的要求,引起軸瓦載荷分配不合理、軸系穩(wěn)定性降低,造成勵(lì)磁集電環(huán)短軸支撐軸瓦振動(dòng)增大。我們通過對(duì)#7軸瓦進(jìn)行解體,測(cè)量軸頸揚(yáng)度值,并通過調(diào)整軸瓦基礎(chǔ)下部墊片,抬高軸瓦標(biāo)高,增大軸頸揚(yáng)度使其滿足整個(gè)軸系對(duì)于揚(yáng)度、轉(zhuǎn)子中心的要求,從而處理軸瓦振動(dòng)值偏大的問題。

        隨著時(shí)間推移,汽機(jī)房沉降仍在一直發(fā)生,此次調(diào)整后,未來(lái)仍可能再次出現(xiàn)同樣的問題。而有了上述處理的方案及經(jīng)驗(yàn),我們建議每隔1~2年,結(jié)合機(jī)組等級(jí)檢修機(jī)會(huì),對(duì)勵(lì)磁集電環(huán)短軸#7軸瓦軸頸揚(yáng)度進(jìn)行測(cè)量,并結(jié)合機(jī)組實(shí)際運(yùn)行狀況,進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整,以保證機(jī)組運(yùn)行中勵(lì)磁集電環(huán)短軸支撐軸瓦振動(dòng)值不超標(biāo),運(yùn)行安全可靠。

        參考文獻(xiàn):

        [1]許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司一期工程主機(jī)說(shuō)明書。

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