引言

汽輪機在啟動、停止和異常事故等工況變化時,因轉(zhuǎn)子和汽缸材質(zhì)結(jié)構(gòu)布置不同,導致受熱不同,使得膨脹的速度和方向可能不同,這樣汽輪機必然存在較大的脹差變化。汽輪機動靜部分的間隙改變,如果相對脹差超過了規(guī)定設(shè)計值,動靜間將發(fā)生摩擦,導致機組振動增大,甚至發(fā)生葉片斷裂、大軸彎曲等嚴重事故。所以,在汽輪機啟動、停止、事故過程中應(yīng)嚴密監(jiān)視和控制高低壓缸脹差(參照圖1汽輪機TsI監(jiān)視畫面)在規(guī)定范圍內(nèi)。

1相關(guān)設(shè)備

(1)汽輪機為C135/N150-13.24/535/535/0.69型超高壓、雙缸、中間再熱、單軸、雙分流、抽汽凝汽式。高壓缸采用內(nèi)外雙層缸結(jié)構(gòu),低壓缸采用雙分流雙層缸結(jié)構(gòu)。

(2)高中壓靜子部分死點位于中軸承箱下部橫、縱銷中心線的交點處,低壓靜子死點位于低壓外缸下部支撐臺板的橫向鍵與縱向鍵的中心線的交點上。

(3)夾層加熱:在高壓缸外缸上下缸體各裝一根直徑小57×4的噴汽管,管上鉆有若干個直徑小5的小孔,夾層加熱蒸汽從噴汽管噴出,進入汽缸夾層。

(4)滑銷系統(tǒng):在汽輪機基礎(chǔ)上用地腳螺栓安裝了前、中、后基架和后汽缸基架,在基架上分別裝有前軸承箱、中軸承箱、后軸承箱及低壓缸。前基架上沿中心軸線布置有縱銷,前軸承箱可在其基架上沿軸線方向移動。高中壓外缸上貓爪支承在前軸承箱和中軸承箱上。中軸承箱上安裝有縱銷和橫銷,兩者的交叉點就是高中壓靜子的死點,前軸承箱、高中壓外缸及中軸承箱以此死點作軸向膨脹或收縮。低壓外缸中心靠其與中、后軸承箱間縱銷來保證。低壓靜子死點位于低壓外缸下半支撐臺板的橫、縱向鍵的中心線的交叉點。

2#2機組低壓缸脹差大原因分析和處理

2.1汽輪機滑銷系統(tǒng)

滑銷系統(tǒng)影響因素:滑銷系統(tǒng)受力不均卡澀:軸承箱與基架摩擦力增大:推拉結(jié)構(gòu)布置不合理:蒸汽管道對汽缸的相互推力作用。

汽輪機運行一段時間后,基架油槽內(nèi)的潤滑油脂會慢慢碳化失效,而油脂又無法置換,基架上的摩擦力將增大,嚴重時會造成底面銹蝕咬合。機組啟動、停止過程中的汽缸膨脹和汽缸收縮,其推拉力是靠貓爪來傳遞的,貓爪受力不均或汽缸左右兩側(cè)膨脹不均勻,會導致左右側(cè)貓爪的推拉力不同,不僅產(chǎn)生軸向推力,也產(chǎn)生橫向推力,從而使軸承箱受到的推拉力不一致,該力傳遞到軸承箱下的縱向鍵,增大了汽機膨脹摩擦力,使得滑銷系統(tǒng)卡澀。

應(yīng)對措施如下:

(1)檢修時檢查前箱、中箱,對封閉的潤滑油槽油脂進行更換:將軸承箱和臺板的氧化皮和鐵銹清理干凈:使得軸承箱體與臺板接觸面積達到技術(shù)規(guī)范的要求。

(2)推拉裝置不合理,需加以改進。

(3)檢修時對與汽輪機高中壓缸連接的主要蒸汽管道支吊架進行檢查,重新安裝固定并調(diào)整好變形松動、偏斜、斷裂的支吊架,達到支吊架安裝和設(shè)計標準。

2.2蒸汽壓力、溫度和流量的影響

機組冷態(tài)啟動時,蒸汽壓力、溫度和流量等參數(shù)控制過高,會導致機組脹差變大。

應(yīng)對措施如下:

(1)機組冷態(tài)啟動時,必須等汽輪機左右側(cè)總脹到7mm以上再繼續(xù)加負荷。檢修人員可對貓爪進行牽引和敲打。

(2)機組冷態(tài)啟動過程中蒸汽溫度和壓力升速率必須嚴格控制,如表1所示。

(3)公司根據(jù)哈爾濱汽輪機廠家資料和現(xiàn)場實際規(guī)定了

合理的沖轉(zhuǎn)參數(shù),正常情況下運行人員按規(guī)程和操作票執(zhí)行即可。參數(shù)如下:主汽壓力1MPa,主汽溫度250℃:再熱蒸汽溫度230℃以上:主蒸汽與再熱蒸汽溫差不大于50℃:過熱、再熱蒸汽過熱度均在50℃以上:凝汽器真空-60kPa以上。

2.3軸封溫度的影響

由于軸封供汽與汽輪機大軸直接接觸,溫度變化直接影響轉(zhuǎn)子的伸縮。軸封溫度設(shè)定為170℃,但由于軸封減溫水調(diào)節(jié)不好,同時漏量大,導致軸封溫度變化范圍大,建議#2機組停運檢修時更換減溫水調(diào)節(jié)門和減溫水管道手動門。

2.4夾層加熱裝置的影響

汽缸夾層加熱裝置的作用是加快機組啟動和停止速度,通過減小高中壓缸內(nèi)壁與外壁、汽缸與法蘭、法蘭與螺栓的溫差,加快汽缸的膨脹或收縮,達到控制高壓脹差的目的,但對低壓脹差也有影響,在此不進行討論。

2.5凝汽器真空的影響

機組啟動過程中,當汽輪機保持在一定轉(zhuǎn)速,或機組保持一定負荷時,通過改變凝汽器真空進而改變汽缸進汽量,可以在一定程度上控制脹差。

2.6汽缸保溫和疏水的影響

缸體的保溫盡量完善,對各段抽汽手動門開度進行調(diào)整。汽輪機房的溫度是否需要調(diào)整,此工作需要進一步試驗論證。

應(yīng)對措施如下:

(1)保溫整改,缸體下部的保溫涉及的抽汽管道比較多,需要進行一次聯(lián)合檢查。

(2)各段抽汽手動門開度應(yīng)進行調(diào)整。

(3)對汽機廠房溫度進行控制。

2.7煤質(zhì)變化的影響

煤質(zhì)變化時,負荷、主再熱汽溫變化大。如:負荷95Mw左右,在減少入爐煤量的同時,負荷迅速上升到113Mw,當時煤量由85t/h減少到72t/h,主蒸汽溫度由533℃迅速下降至523℃后緩慢回升至533℃左右,同時機側(cè)主再熱汽溫小幅度波動,高中壓缸缸溫也小幅度波動。當時,高中壓缸脹差由3.67mm降到3.61mm后迅速反彈至3.65mm,低壓缸脹差由5.34mm降到5.17mm后迅速反彈至5.26mm。

負荷、主汽溫度波動情況如圖2所示。

高中壓缸脹差、低壓缸脹差波動如圖3所示。

通過分析可知,煤質(zhì)變化首先導致主再熱汽溫變化,最終結(jié)果是導致汽輪機脹差波動。建議加減負荷一定要緩慢,調(diào)整主再熱汽溫時應(yīng)平緩,不應(yīng)大起大落。

2.8機組暖機和加負荷的影響

暖機和加負荷速度過快,最終可能導致機組脹差無法控制,機組無法啟動。

應(yīng)對措施如下:

(1)沖轉(zhuǎn)暖機時間控制如表2所示。

(2)加負荷控制如表3所示。

3結(jié)語

通過對國華(印尼)南蘇發(fā)電有限公司#2機組低壓缸脹差大現(xiàn)象進行分析,提出了一些有針對性的處理措施,保證了機組脹差在正常范圍內(nèi),為國華(印尼)南蘇發(fā)電有限公司的安全生產(chǎn)提供了有力保障。