60 MW汽輪機檢修技術應用與實踐

劉　祿,楊繼銳

1　設備概況

邯鋼熱電廠發(fā)電機組汽輪機為哈爾濱汽輪機廠有限責任公司生產(chǎn)制造的60 MW沖動式、高溫、高壓、單缸、調整抽汽、凝汽式汽輪機。機組型號為CC50/N60-8.83/2.17/0.98型，低壓末級動葉片高度為660 mm,末級動葉片環(huán)型排汽面積為4.14 m2。機組采用透平油共用油源數(shù)字式電液控制系統(tǒng)DEH，ETS快速跳閘系統(tǒng)，TSI安全保護系統(tǒng)，是目前國內較為先進成熟和安全可靠的配置。汽輪發(fā)電機組配套的發(fā)電機型號為QF—60—2，發(fā)電機由哈爾濱哈電實業(yè)開發(fā)總公司制造。

2　汽輪機葉片檢修工藝

2.1　汽輪機轉子末三級葉片滲透探傷

用清水和干凈的棉布把轉子后三級葉片擦拭干凈，待轉子葉片晾干后，用清洗劑清洗轉子葉片表面；然后用滲透劑噴涂轉子葉片表面和葉根部，保持濕潤約5～10 min，用干凈的棉抹布擦去工件表面多余的滲透劑，用清洗劑清洗或用水清洗，表面自然涼干后噴涂顯像劑。顯像劑在使用前上下晃動充分搖勻后，噴涂在葉片表面，噴涂長度150～300 mm,發(fā)現(xiàn)有兩片末級葉片顯紫紅色的線條，線條顯示的位置即末級葉片的裂紋。

2.2　葉片裂紋的處理方法

用清洗劑清洗轉子葉片裂紋表面，等表面干燥后，用內圓磨頭的拋光機打磨裂紋，使裂紋處用光滑的流面過度，消除了裂紋處因轉子旋轉和氣流沖擊產(chǎn)生的交變應力，防止在運行中發(fā)生葉片斷裂事故。

3　汽輪機高、中壓缸連接螺栓的硬度檢測

3.1　檢測方法

用打磨機在汽輪機汽缸連接螺柱中間打磨寬約10 mm，長約30 mm弧面（顯出金屬顏色），然后用TH160里氏硬度計（探頭型號：D，,沖擊方向：垂直軸面）在弧面上測試三個點，取三點的平均值即為該螺栓的硬度值，以此判斷連接螺柱強度能否滿足使用要求。對連接螺柱逐個進行硬度檢查，發(fā)現(xiàn)了5條不合格螺柱，按照不合格螺栓的型號、規(guī)格及數(shù)量做好記錄，為機組建立完整的檢修技術檔案，檢測數(shù)據(jù)如表1所示。

表1　高壓缸連接螺栓硬度值

3.2　汽缸連接螺柱硬度值不合格的處理方法

按照不合格螺柱的規(guī)格型號，更換廠家生產(chǎn)的汽缸連接螺柱；在安裝新螺柱前要逐個進行硬度檢測，確保新螺柱的性能參數(shù)滿足使用要求；對安裝新螺柱汽缸結合面的位置處做好標記。檢修結束后扣缸，熱緊汽缸連接螺柱，熱緊時注意緊力，運行后檢查新螺柱連接處汽缸沒有漏氣現(xiàn)象。

4　高壓缸下半相對轉子中心偏左及處理方法（從機頭方向看）

4.1　汽機轉子中心與隔板汽封中心測量

把汽機轉子吊出后，在前后軸承螺栓孔處固定支架，以前后軸承座洼窩中心點為基準，拉φ=0.5 mm的鋼絲。以鋼絲為基準點，用內徑千分尺，測量隔板汽封體中心；從前油檔洼窩、前內軸封、高壓軸封、2-17級隔板、后油檔洼窩逐級測量，發(fā)現(xiàn)高壓內軸封、高壓前軸封、第2級、第3級、第4級、第5級、第7級，第15級隔板汽封體中心左偏（測量數(shù)據(jù)如表2所示），左偏量均超過2 mm以上，通過數(shù)據(jù)分析，認為汽缸和隔板發(fā)生了向左偏移。

表2　隔板調整前后汽封體中心的距離　mm

4.2　汽缸和隔板向左偏的處理方法

經(jīng)過多方反復論證，最終拿出處理方案，偏差值大于2 mm以上的，通過調整隔板來消除偏差量；偏差值小于2 mm的，通過調整汽封塊來調整阻汽間隙，消除偏差量。通過調整隔板的位置和汽封片的位置，再次測量調整后的汽封體中心，偏差量均在2 mm以內，達到檢修的技術要求。

5　調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性不良原因分析與故障處理

5.1　調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性不良原因分析

調節(jié)系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，常和調節(jié)系統(tǒng)遲緩率過大有關，遲緩率過大是造成調節(jié)系統(tǒng)擺動的普遍原因，在調節(jié)系統(tǒng)的組成機構中，由于摩擦、間隙、過封度等因素的影響，信號的傳遞都存在著遲緩的現(xiàn)象。傳動放大機構與配氣機構的遲緩率過大，通常是由于調節(jié)部件連桿接頭的卡澀，間隙過大，滑閥過封度過大等原因造成的。

5.2　調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性不良的處理方法

通過對調速系統(tǒng)容易磨損的零件進行更換，調整凸輪與傳動接頭的間隙，凸輪與傳動接頭的間隙由原來的8 mm調整為3 mm。4個調速汽門預啟閥與閥座之間在高速汽流的沖擊下發(fā)生碰撞摩擦，導致預啟閥和調閥的閥芯結合面嚴重磨損，預啟閥的行程達27 mm，嚴重影響調速系統(tǒng)的穩(wěn)定性；整體更換四個調速汽門，調整預啟閥的行程為設計要求的8 mm。取出高壓油動機滑閥的閥芯，封住滑閥上端蓋，啟動高壓油泵，用2.0 MPa的油壓沖洗油動機腔室約20 min；然后停止高壓油泵，回裝高壓油動機滑閥。通過以上處理方法，徹底解決了機組調節(jié)系統(tǒng)靜態(tài)特性不良和甩負荷的難題。

6　汽機三段抽汽旋轉隔板卡澀原因分析與故障處理

6.1　汽機三段抽汽旋轉隔板卡澀原因分析

該機組在第一次揭缸大修時，揭缸后發(fā)現(xiàn)三段抽汽旋轉隔板傳動處斷裂，決定更換廠家新制作的旋轉隔板，安裝到位后，施加外力旋轉，轉動正常。然后安裝隔板套，扣缸檢修結束。接著對機組進行冷態(tài)拉閥實驗，調速汽門和三段抽汽旋轉隔板動作正常。汽機在50 MW負荷極熱態(tài)狀態(tài)運行時，汽機上缸調節(jié)級內壁溫度顯示為450℃,汽機各部件處于完全自由膨脹的狀態(tài)。根據(jù)生產(chǎn)需要，汽機進行帶抽汽運行，當505發(fā)出投入抽汽的指令后，發(fā)現(xiàn)三段抽汽旋轉隔板不動作，隨即切除指令。當汽機打閘停機后，在極熱態(tài)狀況下做拉法實驗，調速汽門動作正常，三段抽汽旋轉隔板不動；當機組在冷態(tài)時再次拉閥，調速汽門和三段抽汽旋轉隔板動作正常，說明機組在極熱態(tài)時三段抽汽旋轉隔板與隔板套之間發(fā)生了卡澀。

根據(jù)安裝新隔板前測量的數(shù)據(jù)分析對比，隔板尺寸參數(shù)符合要求，故排除了隔板尺寸差異導致卡澀的原因；經(jīng)過反復論證，認為是新旋轉隔板的材質和原旋轉隔板材質不一樣，兩種材質在受熱時的膨脹系數(shù)不同，新隔板在受熱時發(fā)生的軸向和徑向膨脹量大于旋轉隔板與隔板套之間的間隙，使旋轉隔板與隔板套之間發(fā)生“卡死”現(xiàn)象；二者之間的摩擦力遠遠大于中壓油動機驅動旋轉隔板時的動作力矩，導致旋轉隔板不能在極熱態(tài)狀況下正常動作，使機組不能投抽汽運行。

6.2　汽機三段抽汽旋轉隔板卡澀處理方法

拆下隔板后，決定對隔板進行車削加工，消除隔板在極熱態(tài)工況時發(fā)生的軸向和徑向膨脹量，使旋轉隔板與隔板套之間不發(fā)生“卡死”現(xiàn)象。隔板外圓以圓面最高點為基準，車削2 mm；隔板排汽側上磨床找平，進汽側端面車削1.5 mm；在隔板轉軸處以內圓最低點找平，最大車削直徑量為0.3 mm。機組在50 MW負荷極熱態(tài)狀態(tài)運行時，汽機進行帶抽汽運行，三段抽汽隔板再沒有發(fā)生“卡死”現(xiàn)象，解決了汽機不能投抽汽運行的難題。

7　結束語

汽輪機檢修質量的高低，影響機組的安全穩(wěn)定運行。在檢修過程當中，對機組存在的特殊問題進行充分論證，科學系統(tǒng)查找分析原因，制定合適的檢修方案，會使檢修效果事半功倍。本次檢修利用特殊的檢修工藝，處理了汽機不常見的難題，有些問題的檢修工藝對國內同類型機組的檢修有參考意義。

【參 考 文 獻】

[1]袁明．汽輪機[M]．北京:化學工業(yè)出版社，2016-01-01.

[2]王新軍．汽輪機原理[M]．西安:西安交通大學出版社，2014-02.

[3]高澍芃．汽輪機設備檢修技術問答[M]．北京:中國電力出版社，2004-12.