鄧章才

摘要：本文介紹了汽輪機(jī)組在調(diào)試投運(yùn)之初發(fā)生幾個(gè)問(wèn)題，對(duì)此進(jìn)行了分析，并給出了解決途徑和辦法。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)組 故障處理 轉(zhuǎn)速 潤(rùn)滑油

0 引言

某發(fā)電廠二期工程是本省重點(diǎn)工程，其中1號(hào)機(jī)組為東方汽輪機(jī)廠首臺(tái)按日本日立公司技術(shù)制造的6MW機(jī)組，由于該類型機(jī)組首次完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，因此在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造及現(xiàn)場(chǎng)安裝和調(diào)試過(guò)程中均存在經(jīng)驗(yàn)不足的問(wèn)題，在調(diào)試過(guò)程中只能根據(jù)以前同等級(jí)機(jī)組的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)各參建單位的共同努力，最終基本掌握了該機(jī)組的技術(shù)特性，為該類型機(jī)組的廣泛應(yīng)用積累了經(jīng)驗(yàn)。

1 調(diào)試中遇到的問(wèn)題及處理

1.1 高壓缸上、下缸溫差過(guò)大 汽輪機(jī)首次沖轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)速在2130r／min時(shí)開(kāi)始進(jìn)行中速暖機(jī)。在暖機(jī)過(guò)程中，高壓外缸中部溫差達(dá)到汽輪機(jī)運(yùn)行說(shuō)明書(shū)中所規(guī)定的上限值55.6℃，此時(shí)上、下外缸的溫度分別達(dá)到207℃和151℃，但此時(shí)機(jī)組各運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定，各軸承振動(dòng)沒(méi)有明顯變化?？紤]到機(jī)組首次沖轉(zhuǎn)并且是高壓外缸下缸溫度明顯高于上缸，存在積水的可能，因而手動(dòng)打閘停機(jī)。就地檢查高壓外缸中部溫度測(cè)點(diǎn)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常；檢查相應(yīng)的抽汽管路，特別是一段抽汽管路，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有汽水倒流的跡象。制造廠認(rèn)為：在確認(rèn)缸體不積水及汽輪發(fā)電機(jī)組的差脹、振動(dòng)在允許范圍內(nèi)的情況下，高壓缸上、下缸溫差最大不得超過(guò)70℃，在70℃以下溫差下運(yùn)行，可保證機(jī)組能正常、安全運(yùn)行。事后，咨詢了使用相同汽輪機(jī)的其它廠家，得到的回復(fù)是：他們的汽輪機(jī)高壓缸中溫差也有類似情況，但表現(xiàn)的是下缸溫度比上缸溫度高，正好與此相反。該汽輪機(jī)第二次沖轉(zhuǎn)前，檢查了高壓靜葉持環(huán)，發(fā)現(xiàn)其平衡孔活塞有松動(dòng)現(xiàn)象，隨即將其緊固。在以后的沖轉(zhuǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，高壓外缸上、下缸溫度變化正好與首次沖轉(zhuǎn)時(shí)相反。分析了這一變化后認(rèn)為，高壓靜葉持環(huán)平衡孔活塞的松動(dòng)導(dǎo)致了部分新蒸汽漏入高壓外缸上部，使上缸得到加熱，而高壓外缸下部因結(jié)構(gòu)的關(guān)系并沒(méi)有新蒸汽漏入，新蒸汽的溫度要比此時(shí)的高壓外缸溫度約高200℃，因而就出現(xiàn)了第一次沖轉(zhuǎn)時(shí)的現(xiàn)象。此時(shí)，該汽輪機(jī)的高壓缸上、下缸溫差與其它同型式的汽輪機(jī)基本一致，下缸溫度比上缸高，并且經(jīng)常維持在55℃左右。為了保證該汽輪機(jī)的安全運(yùn)行與今后不發(fā)生類似問(wèn)題，特提出以下幾條建議：由于汽輪機(jī)上缸溫度低于下缸溫度會(huì)導(dǎo)致汽缸向下彎曲，使汽缸中部間隙變??；如果上、下缸溫差足夠大，就會(huì)造成高壓缸中部的汽封間隙超出允許范圍，從而造成汽輪機(jī)高壓缸產(chǎn)生動(dòng)靜磨擦，給機(jī)組的安全運(yùn)行造成極大危害。說(shuō)明書(shū)中所規(guī)定的上、下缸溫差上限值55.6℃和上、下缸溫差在7O℃內(nèi)汽輪機(jī)可以運(yùn)行是有一定根據(jù)的，所以在運(yùn)行中應(yīng)該嚴(yán)格控制：在測(cè)得溫差大于55.6℃時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行各參數(shù)的監(jiān)視，一旦該溫差超過(guò)70℃，就應(yīng)該采取相應(yīng)措施。

1.2 沖轉(zhuǎn)前中壓缸上、下缸溫差過(guò)大 機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，在準(zhǔn)備沖轉(zhuǎn)之前常出現(xiàn)中壓缸調(diào)閥端上、下缸溫差過(guò)大的情況(55℃左右)。檢查后發(fā)現(xiàn)，該溫度差與軸封汽投入時(shí)問(wèn)的長(zhǎng)短和溫度有密切關(guān)系，并且機(jī)組掛閘沖轉(zhuǎn)后該溫差逐漸下降，到3000r／min時(shí)下降到約20℃左右，約7h后，上下缸溫差過(guò)大現(xiàn)象基本消失。據(jù)此分析可以認(rèn)為，該現(xiàn)象的出現(xiàn)與中壓缸軸封汽少量漏人中壓缸有關(guān)。從中壓缸軸封汽投入的那刻起，中壓缸調(diào)閥端上缸溫度就開(kāi)始增加，增加的幅度遠(yuǎn)大于調(diào)閥端下缸，從而造成溫差過(guò)大。因此建議在投主機(jī)軸封之前，應(yīng)合理調(diào)整輔汽參數(shù)，不應(yīng)使中壓缸軸封汽溫度過(guò)高；合理把握掛閘、沖轉(zhuǎn)的時(shí)機(jī)，做到在汽輪機(jī)廠家規(guī)定的參數(shù)范圍內(nèi)啟動(dòng)汽輪機(jī)。

1.3 潤(rùn)滑油進(jìn)水 潤(rùn)滑油系統(tǒng)進(jìn)水，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)潤(rùn)滑油乳化現(xiàn)象，給汽輪機(jī)組的潤(rùn)滑系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)和保安系統(tǒng)造成嚴(yán)重的安全隱患。自動(dòng)主汽門拆卸后發(fā)現(xiàn)端蓋和內(nèi)腔有明顯的銹跡，已危及設(shè)的安全可靠運(yùn)行。在調(diào)試后運(yùn)行4個(gè)月，因潤(rùn)滑油乳化對(duì)系統(tǒng)的潤(rùn)滑油進(jìn)行了全部更換。

1.3.1 原因分析 由于汽輪機(jī)高壓軸封阻汽效果差，漏汽量大，高壓軸封漏汽通過(guò)油封進(jìn)入了前軸承箱，這是造成油系統(tǒng)進(jìn)水的直接原因。本汽輪機(jī)的高壓軸封腔室分為3部分，自里向外分別與抽汽系統(tǒng)、軸封送汽(新蒸汽)和軸封加熱器相連。高壓軸封有3種運(yùn)行方式：①將凝結(jié)水送人軸封加熱器中加熱；②將軸封漏汽引入抽汽系統(tǒng)；③將軸封漏汽引到低壓軸封作密封用蒸汽。在調(diào)試運(yùn)行之初，采用的是運(yùn)行方式①，軸封加熱器工作狀況正常，效率和效果均符合設(shè)計(jì)要求。試運(yùn)期間也試圖將高壓軸封的漏汽引入抽汽系統(tǒng)，但由于抽汽系統(tǒng)壓力較高未能實(shí)施。

1.3.2 處理措施 ①對(duì)已進(jìn)水的潤(rùn)滑油采用真空濾油機(jī)進(jìn)行恢復(fù)處理。潤(rùn)滑油平均每周過(guò)濾一次，一次過(guò)濾5h。②對(duì)軸封加熱器的工作系統(tǒng)進(jìn)行改造。主汽門門桿漏汽量大、壓力高，造成軸封加熱器的抽汽負(fù)荷較重，從而消弱了對(duì)高壓軸封的抽汽能力。為此，在自動(dòng)主汽門的門桿疏水管道上加裝排地溝管線和閥門，將自動(dòng)主汽門門桿的疏水排人地溝，以減輕軸封加熱器抽汽負(fù)荷，增加軸封加熱器對(duì)高壓軸封的抽汽能力。

1.4 暖管后轉(zhuǎn)子沖動(dòng)轉(zhuǎn)速過(guò)高 暖管結(jié)束后，自動(dòng)主汽門及其旁路門尚未開(kāi)啟，通過(guò)505E控制器使調(diào)節(jié)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速隨即升高超過(guò)盤(pán)車轉(zhuǎn)速，嚴(yán)重影響正常操作。

1.4.1 原因分析 自動(dòng)主汽門門桿疏水管與調(diào)節(jié)汽門閥桿疏水管經(jīng)1根總管與軸封加熱器相連，在暖管至自動(dòng)主汽門前管道時(shí)，自動(dòng)主汽門的門桿漏汽通過(guò)疏水管經(jīng)調(diào)節(jié)汽閥的閥桿疏水管進(jìn)入了高壓蒸汽室，當(dāng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)，這部分蒸汽在調(diào)節(jié)汽閥開(kāi)啟時(shí)的瞬間即沖動(dòng)轉(zhuǎn)子，使機(jī)組沖動(dòng)轉(zhuǎn)速超過(guò)盤(pán)車轉(zhuǎn)速。

1.4.2 處理措施 ①對(duì)自動(dòng)主汽門門桿疏水管進(jìn)行改造，在進(jìn)入疏水總管前加裝1條排地溝的管線，在暖管期間使自動(dòng)主汽門的門桿漏汽直接排人地溝，不進(jìn)入疏水總管，解決了暖管期間高壓蒸汽室進(jìn)汽的問(wèn)題。②改變運(yùn)行方式。在暖管期間，投入軸封加熱器，抽出部分自動(dòng)主汽門的門桿漏汽進(jìn)行冷卻處理。自動(dòng)主汽門門桿漏汽排入地溝后，從源頭切斷了漏汽進(jìn)入高壓蒸汽室的途徑。改造后，再未出現(xiàn)自動(dòng)主汽門關(guān)閉和調(diào)節(jié)系統(tǒng)復(fù)位時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)子沖動(dòng)現(xiàn)象，徹底減少了操作人員的操作程序，改善了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

1.5 調(diào)速系統(tǒng)擺動(dòng) 在機(jī)組調(diào)試期間，并網(wǎng)后負(fù)荷帶到5.7 MW時(shí)，高、低壓油動(dòng)機(jī)行程即出現(xiàn)大幅度竄動(dòng)，隨之出現(xiàn)負(fù)荷大幅度擺動(dòng)現(xiàn)象，最大擺動(dòng)范圍至5.5MW，致使機(jī)組無(wú)法帶上滿負(fù)荷，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅。采用505E控制器的汽輪機(jī)組出現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動(dòng)問(wèn)題，是當(dāng)前電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)與傳統(tǒng)機(jī)械調(diào)節(jié)器相結(jié)合所發(fā)生的一種新情況。505E控制器的程序組態(tài)中有1個(gè)組態(tài)模塊是專門用于汽輪機(jī)工況圖參數(shù)設(shè)置的，當(dāng)汽輪機(jī)的運(yùn)行參數(shù)超出模塊中所設(shè)定的值，即超出汽輪機(jī)本身工況圖所規(guī)定的范圍，505E控制器即輸出不穩(wěn)定的控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)電液轉(zhuǎn)換器后輸出不穩(wěn)定的控制油壓，繼而造成高壓油動(dòng)機(jī)出現(xiàn)大幅度竄動(dòng)以及負(fù)荷大幅度擺動(dòng)。對(duì)工況圖分析后，調(diào)整了汽輪機(jī)的運(yùn)行參數(shù)后，任何負(fù)荷點(diǎn)都較平穩(wěn)，在負(fù)荷試驗(yàn)中再未出現(xiàn)負(fù)荷擺動(dòng)現(xiàn)象。

2 結(jié)束語(yǔ)

2.1 潤(rùn)滑油進(jìn)水原因要從多方面分析，甚至要進(jìn)行逐項(xiàng)檢查試驗(yàn)。

2.2 自動(dòng)主汽門門桿漏汽到高壓蒸汽室的現(xiàn)象只有從源頭上切斷進(jìn)入的途徑，否則不但影響操作，還會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)子受熱不均的問(wèn)題。

2.3 汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)與傳統(tǒng)機(jī)械調(diào)節(jié)器的結(jié)合，出現(xiàn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)擺動(dòng)的情況較普遍，本臺(tái)機(jī)組若是不采用505E控制系統(tǒng)，即使是超出工況圖的運(yùn)行參數(shù)，也不會(huì)反應(yīng)如此突出。505E控制器是近些年老機(jī)組改造和新機(jī)組安裝的首選設(shè)備，對(duì)其性能和參數(shù)設(shè)置需要做深入的研究和探討。