河北大唐国际唐山热电有限责任公司 河北 唐山 063000
摘要:某300MW汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司制造的供热凝汽式汽轮机,在运行过程中#4轴瓦Y方向振动于某时间点开始从71μm涨到102μm,波动幅度为5-30μm/s左右,结合设备检修及运行情况分析,#4轴瓦油挡存在设备异常,经解体检修后发现了#4轴瓦浮动油挡中分面紧固螺丝断裂及测温线断裂等异常,并针对以上问题制定相应的检修方案及防范措施,保证设备的安全运行。
关键字:#4轴瓦浮动油挡 测温线
一、机组概况
该机组汽轮机为哈尔滨汽轮机厂有限责任公司制造,型号为CN250/300-16.7/538/538/0.4,型式为亚临界、一次中间再热、单轴、双缸双排汽、供热凝汽式汽轮机。额定功率(ECR)为300MW,最大计算功率(VWO)为334MW,末级叶片长度为900mm,通流级数为36级,其中:高压缸1个调节级+12个压力级;中压缸11个压力级;低压缸2×6个压力级;转子从汽轮机向发电机方向看为顺时针方向旋转。该机组为高中压合缸布置,高压和中压进汽口布置在高中压缸中部,高压通流部分为反向流动。低压部分为对称分流三层缸结构。蒸汽由低压缸中部进入通流部分,分别向两个方向流动。
二、事件经过及振动分析
该机组正常运行中#4轴瓦Y方向振动于某时间点开始从71μm涨到102μm,在此过程中4X与相邻瓦振动变化不大,此后4Y振动一直在80-130μm之间波动,波动幅度为5-30μm/s左右。
通过查看TDM数据,4Y振动在突升时,频谱中主要以1.45倍频(72.5Hz)和一倍频为主,1.45倍频(72.5Hz)幅值为30-60μm左右;查看DCS数据,4Y振动波动幅值最大为30μm/s左右。综上分析#4轴瓦油挡或振动监视探头存在异常。
三、设备解体情况
在机组运行期间运行人员加强1号机组4Y振动值和其他轴瓦振动值监测,每两个小时进行一次记录利用,倾听轴承箱内是否有异响,并结合其他轴瓦振动进行分析处理,检修及点检人员定期测量实际振动值(测量位置为4Y探头出线附近),设置记录本。利用机组停备期对机组#4轴瓦进行解体,发现问题汇总如下。
1、#4轴瓦后浮动油挡异常
#4轴瓦后上下浮动油挡分开,且两块浮动油挡对接中分面(右侧)已沿轴向上旋转约30度,4瓦前浮动油挡无异常。在浮动油挡下方回油槽内发现断裂的浮动油挡中分面螺栓,在轴承箱底部发现切断的浮动油挡止转销。
图一 #4轴瓦浮动油挡异常情况
2、#4轴瓦测温线异常
#4轴瓦左侧两根瓦温出线沿出线接口锁母处磨断,右侧瓦温出线无异常。
图二 #4轴瓦测温线异常情况
3、异常情况对转子的影响
解体#4轴瓦瓦枕和上瓦后,检查4瓦后浮动油挡乌金面有轻微磨损,转子无磨损情况。
图三 转子及油挡乌金面磨损情况
四、设备异常原因分析
1、#4轴瓦浮动油挡中分面紧固螺丝断裂原因分析
从螺丝磨损、断裂和止转销切断情况分析,原因应为浮动油挡右侧中分面螺栓先松动脱落(螺栓脱落的原因应为检修频繁拆装,使螺纹和底扣磨损无法承受拉力所致),造成浮动油挡间隙增大、无法形成保护油膜。机组启停时低转速下浮动油挡内已无法形成油膜,浮动油挡乌金面与转子接触,使止转销受到一个径向的转动力,这个径向转动力最终导致止转销切断。止转销脱落后势必会造成浮动油挡卡涩,使浮动油挡间歇性的随转子转动,当浮动油挡不再随转子转动时,浮动油挡左侧螺栓将受到一个张力,最终导致浮动油挡左侧中分面螺栓折断。
2、4Y轴振增大且摆动原因分析
#4轴瓦后上下浮动油挡分开,中分面处约有3~5mm的缝隙,且两块浮动油挡对接中分面(右侧)已沿轴向上旋转约30度,轴瓦内的润滑油沿轴向外喷出且中分面开缝处油量最大,润滑油不规则的喷射在4Y轴振测点附近,测量元件受油冲击干扰输出虚假信号,使4Y振动显示增大且频繁摆动。
3、#4轴瓦左侧下瓦测温线磨断原因分析
#4轴瓦温度测量元件出线安装在下瓦套上,距离中分面约100mm距离,#4轴瓦后上下浮动油挡分开后,中分面处约有3~5mm的缝隙,且两块浮动油挡对接中分面(左侧)已沿轴向下旋转约30度。轴瓦内的润滑油沿轴向外喷出且中分面开缝处油量最大,润滑油不规则的喷出后长时间冲击测温出线,使测温线与锁母摩擦,最终导致测温线磨断。
图四 测温线断裂情况
五、检修方案及预防措施
更换4瓦后浮动油挡,调整新浮动油挡间隙为0.90mm(总间隙),符合标准值(标准值为0.85~0.97mm)。更换4瓦后浮动油挡止转销,有原来C钢材质更换为合金钢,保证止转销的强度和抗摩擦系数。回装浮动油挡时,要求在中分面稳钉螺栓上涂抹螺纹紧固剂,防止螺栓脱扣。
热工在两侧瓦温出线口内部涂抹蓝胶,防止测温线摆动,并在两侧测温出线锁母处加装套管(厚度1mm),防止测温线与锁母碰磨。
图五 测温线检修处理情况
结合两台机组检修,检查有同样稳钉螺栓的浮动油挡,发现螺纹或底扣有损坏时及时更换,避免相同缺陷发生。
在轴瓦检修浮动油挡回装时,设置质量验收见证点H点,加强验收质量。检修人员增加同种事件的检查力度和覆盖面,加强检修工艺及质量追踪,在必要时对关键部位检修质量进行跟踪、加强现场监督。热工结合检修将两台机组必要的热工出线锁母处加装套管,防止热工线磨损切断。