某电厂2 号机高中压转子对轮错位分析

作者:安全管理网  来源:安全管理网 点击:  评论:  更新日期:2017年12月18日

【简述】
某电厂 2 号机大修过程中发现高、中压转子对轮中心偏差较大,同时发现基础出现破损现象、2号轴承箱位置发生变化。根据问题特征进行分析,并提出了处理意见。
【事故经过】
2015 年4 月21 日,电厂2 号机组按计划停机大修,在对汽轮机进行解体大修过程中,发现冷态未断开对轮的情况下,3 瓦脱空50 丝左右,解开对轮后,中心复查时发现,高压转子对轮比中压转子对轮高了1.02mm,随后对轴瓦及汽机基础平台、中间轴承箱等进行了仔细检查,发现了以下问题:
1. 汽轮机基础一、二次灌浆侧面发现较大面积破损;经检查,个别破损点面积较大,其中2 瓦下方,2 号轴承箱前箱侧基础上存在宽40cm,深3.5cm 的破坏面,1 瓦下破坏面长度达到约110cm,4 瓦下方也有此种情况;敲开破坏面表皮,发现混凝土有疑似灼伤痕迹,且破坏面附近均有温度较高的管道经过。2 瓦下方2 处破损点。

2. 高、中压转子在冷态解开对轮后存在较大高度差;冷态未断开对轮的情况下,3 号瓦脱空50 丝左右。
3. 根据大修前对前箱、高压缸、2 号轴承箱的测量结果,汽轮机前箱机头侧有翘起,2 号轴承箱高压缸侧翘起,对前箱及2 号轴承箱翘起处台板与二次灌浆进行测量,发现部分区域未接触,用塞尺能明显测量到间隙,大修前汽轮机前箱、高压缸、2 号轴承箱杨度测量值如下图所示。

4. 汽轮机平台下方,中压联合汽门前的热段再热蒸汽管道支吊架受力明显偏低,根据现场读数及冷态参考点计算,约有20t 左右的下拉力作用在中压缸前箱侧,热再管道支吊架冷态受力情况如下图所示。

5. 从本次检修解体后3 瓦现场图片看,3 瓦正常运行时吃力较重。3 号瓦上瓦有摩擦痕迹,3 瓦侧中压汽封下部也有磨损。
【事故原因】
(1)2 号机组于2009 年12 月1 日通过168 小时试运后正式投入商业运行,至今已运行5 年半。根据电厂技术人员反映,电厂对汽机岛沉降情况一直有跟踪测量,测量结果有时升,有时降,没有特定规律。根据经验,如果是基础出问题,对轮高度差可能会比1.02mm 大很多,且大修前机组振动情况一致良好,因此基本排除基础发生沉降的可能。
(2)汽轮机基础一、二次灌浆侧面破损点均接近温度较高的蒸汽管道,且敲开破损点的表皮,对内部进行敲击检查,发现破损点表皮下的内部灌浆坚实紧密,未发现裂痕等损伤迹象,因此,灌浆表皮损坏可能是高温蒸汽灼伤造成的局部损坏。
(3)由于破损处上方均属于润滑油工作区域,因此表皮下的黑色痕迹可能是热灼伤造成的,也有可能是润滑油微漏滴下后污染造成的。
(4)根据电厂运行记录,在200MW 以上工作时,3 号瓦瓦温比2 号瓦高了将近30℃,停机减负荷至100MW 时,2,3 号瓦瓦温都在78℃左右,再往下减负荷,2 号瓦温度还会高于3 号瓦,说明不同负荷下,2,3 号瓦的承载力发生明显变化,另运行参数显示,2,3 号瓦振动在运行过程中呈反方向变化趋势,同时,静态测量表明2号轴承箱在2,3 号瓦下方台板与基座间均未充分接触,说明2,3 号瓦发生明显跷跷板现象。
(5)用行车在2 号轴承箱各角向上起吊,测量2 号轴承箱的负载分配情况,当在2 号轴承箱发电机侧(机侧)施加36t 向上提升力时,其下方台板与基座间隙达到0.5mm,同时2 号轴承箱前箱侧下沉约0.15~0.20mm,在2 号轴承箱前箱侧施加向上提升力时情况类似,充分说明2 号轴承箱确实发生跷跷板现象,根据对轮高差,可以判断冷态时3 号轴瓦侧处于下压,2 号轴瓦侧处于翘起状态,与冷态时对轮解开前3 瓦脱空50μm 相符,具体起重时各测点间隙值如下图所示。

(6)由于冷态时热再管支吊架处于几乎不承力状态,根据冷态参考点数据,判断本次检修冷态时中压缸3 号轴承侧承受20t 左右的下拉力,结合2 号轴承箱冷态时发生的跷跷板现象,怀疑该支吊架下压时可能存在卡涩,当机组热态运行时,管道受热膨胀,支吊架受压下行,托住管道,若支吊架下行卡涩,则管道向上膨胀,将3 瓦处抬起,使3 瓦受力增加,瓦温升高,则此时2 号轴承箱本体受力主要集中在轴承箱2 号瓦侧的台板与基座之间,若长时间在此工况下运行,2 号轴承箱台板将发生中间向下凸起的变形,长时间在此工况下运行则易形成永久变形,则机组负荷降低时台板未必能恢复原样,则此时就会发生明显跷跷板现象,在冷态检修时,由于机组台板已经变形,两端高、中间低,则支吊架受力降低,管道自身重力将中压缸及2 号轴承箱3 号轴瓦侧向下拉,2 号轴承箱2 瓦侧抬升,解开靠背轮后高压侧对轮比低压侧高。
【防范措施】
1. 初步判断平台基础一、二次灌浆到目前运行状态是安全的,灌浆的强度经专业公司测量,采集4 个测点,强度全部达到45MPa,灌浆强度合格;建议采用超声波等检测技术检查一、二次灌浆破损处的具体深度。
2. 检查热再管支吊架下行区域,若存在卡涩,应按设计参数重新调整。
3. 鉴于机组运行至今,运行状态良好,因此不建议对存在间隙的台板与二次灌浆进行补浆,避免造成永久变形。
4. 建议轴系中心不要做大的调整,2 瓦中心稍微做一下调整,2 瓦检修完后先查一下中心,再确定调整方案。
5. 由于箱体变形暂时没有回复到位,下次开机暖机过程中,中压缸一定要缸胀充分后(可用高旁进行调整),才能升速。
6. 应形成并完善检修记录卡,做好每次检修的数据记录,完善设备台账。
7. 对机组滑销系统进行详细检查,保证机组热态运行时自由膨胀充分。
 

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