某厂330MW机组低压转子瓦温高分析

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

【简述】
某电厂330MW机组带负荷后出现低压转子瓦温高的问题(5、6号轴瓦),且轴瓦前后瓦温偏差较大。通过分析瓦温高及瓦前后温差大的原因,制定了调整方案,经过调整瓦温治理得到了良好的效果。
【事故经过】
某电厂3 号机组为某公司生产的N330-17.75/540/540 型亚临界、一次中间再热、三缸双排汽、凝汽式汽轮机。该机组启动为中压缸启动方式,首次冲车过程中,随着汽轮机转速升高,5 号、6 号轴承温度逐渐升高,机组定速后,汽轮机组除5 号、6 号轴瓦温度外,各参数均正常。当系统真空达到机组正常运行要求时,6 瓦后瓦温度高达109℃,其前、后瓦温差也达24℃,5 号轴瓦温度也处于高限值。经过一段时间空负荷运行观察,6 瓦瓦温始终接近跳机温度值没有下降趋势。
【事故原因】
查阅机组低压缸轴瓦现场装配资料,5,6 号轴瓦下垫铁安装、轴瓦标高均符合厂家标准要求,各轴瓦的间隙值也符合规范,轴瓦进、回油量处于正常范围内,5,6号轴瓦瓦振、轴振均在3 丝以下。据此可以排除轴瓦温度高由以上因素引起。通过冲转过程中观察5,6 号轴瓦温度变化与系统真空有密切关系,从轴瓦温度变化趋势中可以看出,改变系统真空对瓦温变化有相当大的影响,机组真空增大时,5,6 号瓦温差值也增大,当机组真空达-82kPa 时,6 号瓦温度已迫近厂家规定的停机值(110℃),6 号轴瓦前后轴瓦温差高达24℃。以上数据为下一步分析处理问题提供了有利依据。该机组低压缸轴瓦由轴承座、下部垫铁、瓦套、支承轴瓦组成,原始安装时底部垫铁没有斜度,所以轴瓦安装在水平面上。当机组运行系统抽真空时,由于低压缸材质较软,刚度不足,低压缸受大气压力影响而向下变形,随系统真空提高,变形量越来越大,因此低压缸的中心形成一个向下的挠度曲线。由于低压转子轴瓦坐落在低压缸上,所以6 号轴瓦向相对低压缸中心方向倾斜,后轴瓦乌金面与转子轴颈接触面加大,轴瓦后端承力超载,轴瓦前端承载减少,整个轴瓦载荷不均匀,这就是造成轴承后瓦温度高且前后端温差大的主要原因(如图1,2 所示)。

为了消除机组运行时轴瓦的不安全隐患,必须降低低压缸轴瓦温度,减少轴瓦前后瓦温差,以增加机组轴瓦的稳定性,确保机组安全稳定运行。根据问题原因分析结果,参考厂家建议,提出现场处理轴瓦温度高及前后瓦温差大问题的方案:重新调整6 号轴瓦状态,将底部垫铁取出,加工成带有一定斜度的斜垫,争取做到在机组正常真空状态运行时,轴瓦倾斜成水平状态,以此斜度值来补偿系统抽真空后轴瓦的倾斜度,低压缸变形产生的挠度恰好使前、后轴瓦乌金面与转子轴颈充分接触,使轴瓦载荷均匀,保证轴颈与轴瓦充分接触,不仅可以降低轴瓦温度,同时还可以消除前后瓦产生的温差。具体方案为将该轴瓦下部垫块取出,加工成后侧比前侧小10 丝的楔形块,不改变轴瓦标高,然后按标准要求装配。经处理后启动观察,此次处理效果不明显,机组定速后,低压缸轴瓦温度依旧偏高。具体数值见表2 所示。从表2 中数据可以看出,5,6 号前、后瓦温在同样工况方式下基本没有变化,真空为-82kPa 时,6 瓦后瓦温度依然达到108℃,前后瓦温差依旧很大,说明调整后的楔形块的斜度不足,机组处于高真空运行时,轴瓦仍处于倾斜状态,轴瓦载荷仍不均匀。根据此次处理经验,下次处理时应重点考虑加大该垫块的斜度值,才可从根本上彻底解决该问题。参照上次处理经验及处理结果,改变6 号瓦垫块10 丝斜度,并没有改变该瓦的承载能力,2 次启机工况状态下,6 瓦承载始终偏大且承载不均匀。所以应继续加大6 号轴瓦底部垫片斜度值以改变在机组抽真空状态下的承载情况。此次处理方案为:不改变轴瓦标高,下部垫铁由原来的10 丝斜度加大为25 丝,要求垫铁由专业磨床进行加工,保证垫铁斜度精确度。垫铁经磨床加工后测量前后斜度为24.5 丝,重新装配后机组再次启动,5,6 号轴瓦温度及前后瓦温度有了显著改善,此次处理达到了预期目的,取得了良好效果,第2 次改变垫铁斜度装配后,系统真空大幅变化时,5,6 号瓦温基本未发生改变,与以往同工况条件下对比,该次处理后6 号后轴瓦温度降低了23℃,温差也缩至14℃以内,取得了明显的效果,从根本上解决了低压缸瓦温受系统真空影响的问题。
【防范措施】
1. 保证机组瓦温在允许范围的情况下,尽可能提高系统真空值,确保机组热效率。
2. 在冬季工况下运行时,由于环境温度较低,机组系统真空相对较高,此时可以通过增大轴封溢流阀开度来降低轴封供汽压力,相对降低系统真空,以此来控制低压缸轴瓦温度。
3. 机组夏季工况下,尽可能保证润滑油供油温度在合理范围内,以保证机组正常运行,保证瓦温等各项参数不超标。建议机组尽量保持润滑油进油温度40℃运行,这样对低压缸瓦温控制较为有利。
4. 根据6 号轴承后瓦瓦温与低压缸轴封供汽温度变化曲线可以看出:轴封供汽温度上升,6 瓦后瓦温度相应升高;轴封供汽温度下降,6 瓦后瓦温度相应降低。所以低压缸轴封供汽温度对6 号轴承后瓦瓦温影响比较大,在保证机组运行安全情况下,尽量降低轴封进汽温度也是调整6 号轴瓦温度的一种有效措施。
5. 建议定期监测5,6 瓦处顶轴油压及轴瓦进油压力,确保各瓦回油量在正常范围内。
6. 建议汽轮机厂家改进该类型机组低压缸设计、制造工艺,对其缸体进行加固,加强低压缸刚度,从根本上解决该类型机组轴瓦缺陷问题。

 

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