4.原因分析
4.1垫铁研磨不合格
#1瓦更换新瓦后,需要进行轴瓦的垫铁研磨。垫铁研磨需要其与瓦枕贴合完好,接触点均匀且达到接触面积75%以上,尤其是轴瓦底部垫铁的进油口需要贴合完好,防止出现密封不严出现泄油。由于转子未吊出,每次下瓦垫铁涂红丹与瓦枕研磨后,都需要翻出后检查研磨情况,而此时垫铁接触点已不是工作位置的接触,所以垫铁接触情况不能够正确的反映出来。在一定程度上造成进油从垫铁进油口处泄出,轴承进油量的减少,进而引起轴承钨金的磨损。
4.2现场人工修复轴颈质量不高
停机揭瓦检查发现,#1瓦轴颈整体划伤较重,轴颈已经有密密麻麻的沟槽。#1瓦轴颈已经不满足启机条件,甲方研究决定在不揭缸的前提下,现场焊轴处理。修轴人员首先对轴颈进行脉冲冷焊,随后通过刀口尺找平、人孔锉刀修复。这种修复方式虽然在较短的时间内修复了轴颈,人工修复的轴颈椭圆度、不柱度以及光洁度质量不高,以及焊接材料达不到厂家要求,粘度大加剧了轴瓦的磨损,轴颈修复的不合格,是造成前几次盘车过程中轴颈频繁磨瓦的一个重要因素。
4.3汽轮机轴系中心影响
汽轮机轴系应该为一个连续光滑的曲线,前后高中间低,转子在该状态下工作稳定。如果各转子间的对轮中心偏离标准,轴承的负荷分配受到影响,各瓦块的受力变化,进而造成#1瓦轴颈处有涡动现象,这也会造成#1瓦钨金磨损。
5.处理措施
转子轴颈修复完毕后,甲方需要机组尽快启动发电,对轴颈的彻底修复以及汽轮机轴系的检查调整时间不允许,因此我们吸取前三次盘车磨瓦的教训后,对#1瓦下部瓦块增加进油槽,如图七所示。在瓦口30mm长的钨金区域内,刮出0.50mm深的油槽,往下剩余的70mm的区域,油槽深度从0.50mm逐渐过渡到0。
采取该措施后,取得了良好的效果,盘车电流温度稳定在45A,汽轮机顺利冲转及并网成功,#1瓦钨金温度稳定在68℃。
6.结论
许昌龙岗发电有限责任公司#4汽轮机,轴颈修复及更换新轴承后,#1轴瓦盘车时出现磨瓦现象,在对#1瓦下瓦块增加进油槽后,加大了轴瓦的进油量,解决了机组盘车磨瓦的问题,实现了机组的快速并网发电。
增加轴瓦的进油槽,是对该公司#4汽轮机做出的应急措施,建议#4机组利用此后的等级检修机会,对#1瓦垫铁、汽轮机轴系中心等进行进一步的排查处理,以实现该机组长期的安全运行。
八、【案例】汽轮机盘车装置的故障分析与处理
1、系统概况
苏丹喀土穆电厂三期工程采用了哈尔滨汽轮机厂生 产的 N110-8.83/535型汽轮机,盘车机械配套部分选用连云港透平公司提供的低速盘车装置,电汽控制由哈汽自控公司配套生产。该盘车机构具有强制手动,就地自动 启动,远方自动控制等功能。
2、盘车装置的工作原理及性能
汽轮机盘车控制装置是按照预先设计好的程序来控 制盘车主动齿轮与拖动汽轮机大齿轮相啮合,从而由盘 车电机拖动汽轮发电机组的转子进行低速盘车。机组在 启动前和热态停机后,都必须要把盘车装置投入,这样汽机大轴就不会发生弯曲同时也便于检查。
2.1 强制启动操作
扳动与齿轮相啮合的手柄,同时旋动电机轴端,人工 使盘车主动齿轮与汽轮机大轴齿轮相啮合。在盘车控制柜中有两个转换开关,先投入顶轴油泵电机强行启动,待油压建立后再投入另外开关至接通状态时,盘车电机强 行进入工作状态。无论外界处于何种状态,均可以直接为 顶轴油泵电机和盘车电机提供动力电源,使汽轮发电机 组转动。此项功能只能作为检测或在非正常情况下强起 盘车电机使用,在正常情况下,不建议使用此项功能。
2.2 就地自动启动操作
将控制面板“盘车选择开关”置“就地”位置。启动顶 轴油泵按钮,使其顶轴油泵电机运行,当控制面板润滑油 压低指示灯和顶轴油压低指示灯熄灭后,即可启动盘车。
投入按钮。盘车机构自动啮合,啮合到位后,盘车电机旋 转带动汽机大轴运行。启动详细过程如下:见图 1、图 2, 当电磁阀 11 得电时,压力油经电磁阀、操作滑阀 10 进入旋转油缸 8,旋转油缸内的旋转活塞 6 在压力油的作用下克服弹簧 4 阻力带动曲柄 5 和手柄旋转,并推动连杆机 构使摆动齿轮 1 向下摆动与汽轮机大齿轮 17 啮合,此时手柄压下行程开关 SQ2 启动电机,盘车盘转汽轮机轴系, 电磁阀断电,油缸泄油。冲转时,当汽轮机大齿轮线速度 高于摆动齿轮时,连杆 2 受向上惯性力的作用克服弹簧阻力带动摆动齿轮迅速通过自锁点,弹簧力推动曲柄,使 油缸旋转活塞 6 迅速恢复到初始位置并锁紧,摆动齿轮与大齿轮脱开,盘转结束。
2.3 远方控制启动操作
需要远方控制的时候,把控制柜面板旋转开关放置 在“远方控制”位置,通过 DCS 画面来控制,操作方式和“就地控制”相同。
3、调试中的问题及解决办法
由于盘车机构整体重量比较轻惯性很小,在啮合瞬 间机组大轴转动时经常甩开盘车齿轮,使盘车无法正常投入或啮合多次才能投入,通过多次启动和调试试验总结如下:
(1)用“实际测量”和“压间隙”的方法量取盘车摆动 齿轮齿顶到大齿轮齿根的间隙。
(2)通过调整盘车与轴承箱盖之间耐油石棉垫的厚度来保证给定的齿轮啮合定隙。
(3)使摆动齿轮与汽轮机大齿轮啮合,预紧所有固定 螺栓;加载外力矩使电机后轴端沿电机转向标志放心转 动,在盘车产生轻微移动的时候保持外力矩,紧固所有固 定螺栓,卸载外力矩。
(4)顶杆调整:如图 2,调整顶杆螺母 12、14 并锁紧止 动垫圈 13,保证盘车摆动齿轮工作是不得因汽轮机系惯 性作用而脱开。
(5)观察各进润滑油管路是否通畅。
(6)建议电厂(业主)汽轮机顶轴油压最高控制在60~70kg 左右。
(7)逻辑修改啮合电磁阀延时 5s 时间在失电。保证 充分啮合到位。
(8)盘车电动机电动啮合时间修改为 0.2s,减少启动惯性时间。
4、盘车机构注意事项
(1)盘车投入前应确认汽轮机润滑油泵和顶轴油装 置已经运行。
(2)控制箱内留有汽轮机润滑油电路联锁结点,使用时应与润滑油压力继电器(电厂自备)正确联接,用户不需要时应予短接。
(3)操作时应严格按操作等程序执行,摆动齿轮或手柄未到指定位置时严禁揿动或点动按钮。
(4)采用压力油投入盘车时,盘车正常工作 5min(油 缸排空时间)后汽轮机方可冲转。
(5)盘车启动过程中汽轮机轴系速度可能瞬时超过摆动齿轮,摆动齿轮偶然摆出属正常现象,可在规程允许 情况下尽可能降低顶轴油压,以增大汽轮机轴系的阻力,也可采取调整顶杆螺母等措施解决。
(6)润滑油脂为“ 二硫化钼-2”或“2L -2 锂基润滑 脂”,每隔 6 个月应更换一次,润滑油脂不宜装得过多,一般为减速机容积的 1/3~1/2。