引言
汽輪機(jī)瓦溫和軸振是保證汽輪機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要監(jiān)測(cè)參數(shù)，不時(shí)發(fā)生瓦溫和軸振異常引起的汽輪機(jī)跳閘事故。現(xiàn)有的研究大多是對(duì)機(jī)組大修后故障的分析。本文擬分析研究新機(jī)組首次啟動(dòng)過程中瓦溫和軸振異常等問題，總結(jié)問題可能的原因，制定并實(shí)施檢查方案，為新機(jī)組大修后處理類似問題提供參考，確保機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。
1汽輪機(jī)瓦溫和軸振異常問題
檢查1.1軸封系統(tǒng)
機(jī)組低壓缸LPA、LPB低壓軸封管由各自的冷凝器喉部穿入，進(jìn)入冷凝器后分為兩部分。通過汽水分離器連接后，進(jìn)入低壓缸兩側(cè)的軸封體，打開低壓外缸端蓋。檢查發(fā)現(xiàn)，冷凝器內(nèi)部的低壓軸封管道沒有安裝保溫套管，低壓缸噴嘴正對(duì)著軸封管道。通過冷后缸噴水量變化試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)后缸噴水閥開度超過40%時(shí)，噴水量相對(duì)較大，可以完全覆蓋軸封管道。此外，低壓缸內(nèi)的排氣溫度較低，可能導(dǎo)致軸封溫度不穩(wěn)定，甚至軸封體變形，誘發(fā)動(dòng)靜碰磨。
1.2推力瓦的擺動(dòng)情況
如果推力瓦在運(yùn)行過程中卡住，無法自由擺動(dòng)，部分瓦與轉(zhuǎn)子推力盤之間的油膜將無法正常建立，導(dǎo)致瓦超溫。檢查非工作面推力瓦內(nèi)外弧面和銷孔無磨損痕跡，推力瓦擺動(dòng)自由，無異常。
1.3軸振問題分析
機(jī)組轉(zhuǎn)速未達(dá)到3萬千萬ｒ／ｍｉｎ，加熱器運(yùn)行時(shí)軸振逐漸增大，導(dǎo)致機(jī)組跳轉(zhuǎn)?？赡艿脑蛴校?）對(duì)于氫冷發(fā)電機(jī)組，氫系統(tǒng)不具備投入條件，因此現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)按說明書要求進(jìn)行空轉(zhuǎn)啟動(dòng)試驗(yàn)。當(dāng)氫冷發(fā)電機(jī)組以壓縮空氣為冷卻介質(zhì)運(yùn)行時(shí)，密封瓦溫度可能分布不均勻，導(dǎo)致密封瓦扭曲變形，破壞密封瓦與密封座的同心度，增加密封瓦卡住的可能性，甚至出現(xiàn)局部磨損現(xiàn)象。2）由于冬季試運(yùn)行，環(huán)境溫度低，密封油進(jìn)油溫度低，粘度增加，摩擦因數(shù)增加，阻礙了密封瓦的浮動(dòng)。機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后，密封瓦溫度分布逐漸均勻，密封油進(jìn)油溫度升高，密封瓦浮動(dòng)恢復(fù)正常，第三、在四次啟動(dòng)過程中，振動(dòng)逐漸正常。
2檢查、實(shí)施和處理
2.1汽輪機(jī)調(diào)節(jié)特性
汽輪機(jī)負(fù)荷調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)閥控制進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量來實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)閥主要由調(diào)節(jié)閥、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和油動(dòng)機(jī)組成。油動(dòng)機(jī)是調(diào)節(jié)汽閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，將放大器或電液轉(zhuǎn)換器輸入的二次油信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有足夠功能的行程輸出，控制汽輪機(jī)進(jìn)氣。輸入油動(dòng)機(jī)的二次油變?yōu)?.15mpa~0.45mpa，二次油壓與氣缸活塞桿行程成正比，與調(diào)節(jié)閥開度成正比，即二次油壓越高，調(diào)節(jié)閥開度越大，蒸汽流量越大，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速越高。
2.2軸振問題檢查方案
針對(duì)軸振過大的問題，結(jié)合上述分析，提出以下檢查方案：1）檢查密封瓦、端油擋等是否與轉(zhuǎn)軸有磨損；2）檢查定子座墊片安裝記錄，檢查定子座墊片是否按安裝說明書正確布置；3）檢查轉(zhuǎn)子低發(fā)輪安裝記錄，檢查轉(zhuǎn)子聯(lián)軸器開口是否符合要求，無錯(cuò)位。2.3板間隙檢查發(fā)現(xiàn)，低壓缸化妝板與缸體間隙小于1.0mm。低壓氣缸軸瓦結(jié)構(gòu)為氣缸式，氣缸膨脹阻塞、管道或基礎(chǔ)上的微小低頻振動(dòng)通過化妝板傳遞到低壓氣缸，直至軸瓦，導(dǎo)致軸瓦承載變化和低頻振動(dòng)。此外，低壓氣缸的軸向磨損也會(huì)誘發(fā)低頻振動(dòng)。低壓氣缸軸瓦的固有頻率測(cè)試發(fā)現(xiàn)，軸瓦的軸向共振頻率為4.8Hz，與低頻振動(dòng)的頻率一致。
2.4根據(jù)推力瓦座調(diào)整墊片檢查
根據(jù)原墊片厚度之和，疊加瓦變形處理的加工量，重新制作推力瓦座調(diào)整墊片，確保墊片自由狀態(tài)下平面度偏差不超過0.02mm，厚度均勻，推力瓦座安裝的軸向定位與維修前一致。對(duì)推力瓦進(jìn)行黑金表面研磨刮擦，用平板抹紅丹檢查，直至接觸面積在75%以上。瓷磚刮擦完成后，重新安裝。在推力盤上涂抹紅丹，檢查瓷磚的接觸情況，并根據(jù)接觸情況修復(fù)瓷磚黑金表面的高點(diǎn)，直至符合標(biāo)準(zhǔn)要求。正式重新安裝推力瓦時(shí)，檢查上下瓷磚的自由擺動(dòng)情況。
2.5機(jī)組工藝操作分析
根據(jù)DCS數(shù)據(jù)分析，在汽輪機(jī)正常運(yùn)行過程中，主蒸汽調(diào)節(jié)閥的開度保持在50%。事故發(fā)生時(shí)，工藝車間無操作時(shí)，汽輪機(jī)主蒸汽流量隨時(shí)突然下降，汽輪機(jī)波動(dòng)異常。然后工藝車間將主蒸汽調(diào)節(jié)閥的開度提高到70%，機(jī)組流量恢復(fù)正常。機(jī)組波動(dòng)時(shí)，調(diào)取機(jī)組工藝運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析。波動(dòng)發(fā)生前，壓縮機(jī)各段的溫度、壓力和流量沒有變化，說明波動(dòng)故障不是壓縮機(jī)負(fù)荷變化引起的。波動(dòng)發(fā)生前，汽輪機(jī)入口的蒸汽、溫度、排氣溫度和壓力沒有明顯變化，說明波動(dòng)與蒸汽系統(tǒng)參數(shù)無關(guān)。蒸汽流量突然下降，速度也下降，但調(diào)節(jié)閥的開度從50%提高到70%，以恢復(fù)流量和速度。可以判斷，當(dāng)調(diào)節(jié)閥部分出現(xiàn)故障時(shí)，進(jìn)入汽輪機(jī)的流量減少，需要增加調(diào)節(jié)閥的開啟行程，以滿足流量需求。
2.6軸瓦溫差問題檢查方案
針對(duì)軸瓦溫差過大的問題，結(jié)合上述分析，提出以下檢查方案：1）翻出軸承，檢查下瓦左右測(cè)點(diǎn)安裝狀態(tài)是否一致，如孔深、安裝松緊度、測(cè)點(diǎn)校正等，排除測(cè)點(diǎn)問題；2）檢查下瓦左右側(cè)安裝對(duì)中情況，排除安裝問題造成的偏載；3）檢查下瓦左右側(cè)球面調(diào)整墊塊的球面度，確認(rèn)瓦溫偏差是否大；4）翻瓦前，檢查瓦頂間隙是否符合初始安裝數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)子對(duì)中是否符合初始安裝數(shù)據(jù)；5）檢查下瓦左右兩側(cè)噴油集塊噴油孔是否暢通，尺寸是否符合圖紙要求；6）翻瓦后，檢查瓦面磨損情況，排除異物進(jìn)入的可能性。
2.7工藝分析結(jié)論及處置建議
機(jī)組波動(dòng)的原因是調(diào)節(jié)閥的機(jī)械部分突然損壞，導(dǎo)致進(jìn)入汽輪機(jī)的流量急劇下降，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速下降，蒸汽波動(dòng)引起的氣流振動(dòng)引起振動(dòng)。由于調(diào)節(jié)閥的損壞不會(huì)直接威脅機(jī)組的機(jī)械運(yùn)行安全，建議在嚴(yán)格監(jiān)控和制定應(yīng)急預(yù)案的情況下保持運(yùn)行，并盡快安排維護(hù)。重點(diǎn)檢查調(diào)節(jié)閥拉桿是否斷裂，調(diào)節(jié)閥蝶閥頭是否斷裂脫落。
結(jié)語
軸瓦溫度高、溫差大的原因是球面調(diào)節(jié)墊塊的球面度小，因此在機(jī)組運(yùn)行過程中不能自由擺動(dòng)，不能自動(dòng)調(diào)整到形成油楔的最佳位置。調(diào)節(jié)閥的機(jī)械損壞，典型的是拉桿斷裂和蝶閥桿斷裂，導(dǎo)致汽輪機(jī)蒸汽波動(dòng)，氣流振動(dòng)，汽輪機(jī)振動(dòng)報(bào)警，轉(zhuǎn)速波動(dòng)，壓縮機(jī)和工藝系統(tǒng)波動(dòng)。（1）加強(qiáng)調(diào)節(jié)閥拉桿的制造質(zhì)量，檢測(cè)拉桿的硬度和強(qiáng)度，以滿足要求。嚴(yán)格控制加工工藝，避免應(yīng)力集中，斷裂位于應(yīng)力集中區(qū)。（2）加強(qiáng)計(jì)劃維護(hù)，檢查汽輪機(jī)中間維護(hù)周期內(nèi)的調(diào)節(jié)閥組件，特別是拉桿和蝶閥的無損檢測(cè)。（3）加強(qiáng)維護(hù)安裝質(zhì)量控制，確保油機(jī)全關(guān)時(shí)調(diào)節(jié)閥梁底部（升降板）與蝶閥頭之間的間隙，避免對(duì)拉桿的沖擊。（4）加強(qiáng)工藝操作控制，避免緊急停車。
