李小健,曹曉東,蔡高峰

(華能巢湖發(fā)電有限責任公司,安徽 巢湖 238015)

近年來,火力發(fā)電廠汽輪機軸瓦損壞事故頻繁發(fā)生,嚴重影響了機組的安全運行,造成了巨大的經(jīng)濟損失,屬于惡性事故。除加強運行管理外,還應(yīng)深入分析軸瓦損壞的原因,制訂出切實可行的防范措施,以避免此類惡性事故的發(fā)生。

1 汽輪機軸瓦損壞的主要原因

汽輪機軸瓦損壞的根本原因是由于油膜被破壞,使得高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與軸瓦發(fā)生了動、靜摩擦。主要有以下 10個方面的原因:

(1)潤滑油系統(tǒng)的交、直流油泵在開、停機及事故跳機時不能正常工作,造成斷油,引起軸瓦損壞。

(2)潤滑油壓降低、油量減少或斷油,具體包括以下 6個方面:

1)潤滑油系統(tǒng)的切換操作(如切換冷油器、過濾器等)未認真執(zhí)行操作票制度,切換過程中由于操作不當或監(jiān)護不嚴,造成斷油,引起軸瓦損壞。

2)主油泵故障或射油器出口逆止門不嚴或未關(guān),造成潤滑油壓低于規(guī)定值,導致機組發(fā)生斷油燒瓦。

3)油系統(tǒng)閥門的安裝不符合標準,若閥門水平安裝,門桿斷裂或閥芯脫落時會造成斷油,引起軸瓦損壞。

4)潤滑油系統(tǒng)大量噴油等故障造成斷油燒瓦。

5)廠用電全失時直流油泵故障造成斷油燒瓦。

6)個別軸承由于進回油管路堵塞,造成該軸承損壞。(3)汽輪機振動超限,油膜破壞引起軸瓦損壞。(4)轉(zhuǎn)子在盤車、沖轉(zhuǎn)以及惰走期間由于頂軸油系統(tǒng)故障造成軸瓦損壞。

(5)油溫過高或過低,造成軸承油膜無法建立或被破壞,引起軸瓦損壞。

(6)汽輪機發(fā)生水沖擊、汽輪機平衡活塞失去平衡功能或蒸汽溫度下降處理不當,造成蒸汽帶水進入汽輪機;因蒸汽品質(zhì)不良、葉片結(jié)垢等原因造成軸向位移突然超過允許值,而軸向位移保護失靈或未投,引起推力瓦工作面或非工作面損壞。

(7)汽輪機大軸彎曲或汽缸變形,造成軸承動、靜摩擦而引起軸瓦損壞。

(8)發(fā)電機轉(zhuǎn)子接地不良,軸電流擊穿油膜。

(9)油系統(tǒng)進入雜質(zhì)或油中混入水使油發(fā)生水解,潤滑油油質(zhì)不合格,致使軸承油膜破壞。

(10)新安裝或大修后的汽輪機組在進行油系統(tǒng)沖洗時,由于沖洗不徹底,使制造、安裝或大修過程中遺留的鐵屑或雜物在運行中被帶入軸承,造成軸承摩擦,引起軸瓦損壞。

2 防止軸瓦損壞的措施

(1)汽輪機啟動前,必須做低油壓試驗和就地啟動交、直流潤滑油泵按鈕的試驗,保證其處于完好狀態(tài)。汽輪機停止前,必須試轉(zhuǎn)交/直流潤滑油泵、頂軸油泵、盤車裝置,裝置正常方可進行停機操作。機組正常運行中,應(yīng)定期進行交/直流油泵、頂軸油泵、盤車裝置試驗;定期試驗低油壓聯(lián)動裝置,潤滑油壓的數(shù)值以汽輪機中心線標高距冷油器最遠的軸瓦為準;運行中低油壓保護退出時,必須由總工程師批準。

(2)涉及潤滑油系統(tǒng)的切換操作(如切換冷油器、過濾器等),均應(yīng)填寫操作票,在班長(單元長)監(jiān)護下按操作票順序緩慢進行,操作中應(yīng)同主控員保持密切聯(lián)系,嚴密監(jiān)視潤滑油壓變化。同時,操作中必須事先對可能存有空氣的設(shè)備部件進行充分注油、排氣,嚴防切換操作過程中斷油。

(3)汽輪機升速和惰走過程中,應(yīng)嚴密監(jiān)視交流潤滑油泵的工作情況和潤滑油壓的變化情況,潤滑油壓下降到保護動作值時,立即啟動直流潤滑油泵,若仍不能保持油壓,立即破壞真空,緊急停機。汽輪機定速后,檢查射油器出入口壓力在額定值、交流油泵的電流明顯下降,方可停止?jié)櫥捅?同時,注意潤滑油壓的變化,若發(fā)現(xiàn)油壓下降立即重新啟動潤滑油泵。

(4)潤滑油系統(tǒng)的截止門不得水平安裝,以防門桿斷裂時斷油。潤滑油系統(tǒng)及冷油器冷卻水系統(tǒng)的截止門宜采用明桿截止門。

(5)主油箱油位保持正常(-150～+150mm),油位低時應(yīng)聯(lián)系檢修補油。系統(tǒng)泄漏造成主油箱油位急劇下降到 -400mm以下并經(jīng)補油無效時,應(yīng)破壞真空緊急停機。

(6)交流潤滑油泵電源的接觸器,應(yīng)采取低電壓延時釋放措施,同時,要保證自投裝置動作可靠。直流潤滑油泵的直流電源系統(tǒng)應(yīng)有足夠的容量(至少滿足該泵維持 60min以上的額定負荷),其各級熔斷器應(yīng)合理配置,防止故障時熔斷器熔斷使直流潤滑油泵失去電源。

(7)在機組啟動、停機、正常運行中,應(yīng)嚴密監(jiān)視推力瓦、軸瓦鎢金溫度和回油溫度。當推力軸承溫度達 107℃、支持軸承溫度達 113℃時,應(yīng)按規(guī)定緊急停機。

(8)汽輪機啟動前,測轉(zhuǎn)子偏心不大于 50μm,沖轉(zhuǎn)后,當轉(zhuǎn)速達到 2000 r/min時,方可停用頂軸油泵并將頂軸油泵處于聯(lián)動備用狀態(tài)。汽輪機停機,轉(zhuǎn)速達到2000r/min時,應(yīng)啟動頂軸油泵,監(jiān)視汽輪機低壓缸兩端以及發(fā)電機兩端軸瓦的頂軸油壓良好,頂軸油母管壓力在規(guī)定值。

(9)汽輪機不同運行階段對油溫有著不同的要求:投入連續(xù)盤車運行的最低油溫為 21℃、汽輪機沖轉(zhuǎn)時的最低油溫為 29℃、機組正常運行的油溫為38～42℃、汽輪機脫扣后盤車時為 35～38℃,油溫應(yīng)維持 24 h(發(fā)電機密封環(huán)膨脹特性要求)。

(10)在機組正常運行及啟、停過程中,要加強對機組振動、軸向位移、脹差等參數(shù)的監(jiān)視,發(fā)現(xiàn)異常要及時正確處理。當運行中發(fā)生了水沖擊或其他可能引起軸瓦損壞的異常情況而停機后,應(yīng)確認軸瓦未損壞,才能重新啟動機組。

(11)汽輪機軸承應(yīng)裝有防止軸電流的裝置,確保機組轉(zhuǎn)子接地良好。

(12)加強油質(zhì)監(jiān)視,若潤滑油顆粒度超標或發(fā)生乳化現(xiàn)象應(yīng)及時投入油凈化裝置。合理調(diào)整軸封間隙,以轉(zhuǎn)子熱膨脹的脹幅與轉(zhuǎn)子最大振幅之和為基準。加強對軸封供汽壓力的監(jiān)視、調(diào)整,在保證機組真空不受影響的情況下,盡可能降低軸封供汽壓力。加強對軸封母管壓力、軸封抽汽管道及軸封抽汽設(shè)備的監(jiān)視。

(13)機組安裝、大修后,要嚴格按規(guī)定進行油循環(huán),直到油質(zhì)化驗合格,油循環(huán)才算完成。

3 結(jié)束語

汽輪機軸瓦損壞,嚴重影響著機組的安全運行,各火電廠應(yīng)根據(jù)機組的實際情況認真分析可能造成汽輪機軸瓦損壞的原因,制訂出切實可行的防范措施,減少停機時間、降低維修成本,保障機組安全、經(jīng)濟運行。