300MW機組給水泵汽輪機盤車投運故障分析處理

田寧

（陜西商洛發(fā)電有限公司，陜西商洛，726000）

1 設(shè)備概況

某電廠300MW機組是哈爾濱汽輪機廠制造，給水系統(tǒng)設(shè)計為2臺100%容量汽動給水泵＋1臺50%容量電動給水泵，其中給水泵汽輪機為杭州汽輪機廠制造，型號為NK50/56/0，型式為單缸、單軸、反動純凝汽式。給水泵汽輪機（以下簡稱為“小機”）采用油渦輪盤車裝置，使小機和給水泵的轉(zhuǎn)子在啟、停中均勻受熱和冷卻，防止轉(zhuǎn)子彎曲，盤車轉(zhuǎn)速設(shè)計為40～ 300r/min。

圖1 油渦輪盤車機構(gòu)簡圖

油渦輪盤車機構(gòu)主要由動輪和噴嘴環(huán)組成，是一個以壓力油為工作介質(zhì)的單級油透平。噴嘴環(huán)用螺栓緊固在后軸承座的下部，通常動輪套在轉(zhuǎn)子上，動輪采用兩半剖分結(jié)構(gòu)，動輪從徑向插入轉(zhuǎn)子凸緣的槽道中，在軸向用錐銷將動輪和轉(zhuǎn)子緊固，由小機交流主油泵輸出的壓力油經(jīng)截止閥從軸承座側(cè)面供入，經(jīng)內(nèi)接管進入噴嘴環(huán)，從噴嘴中高速噴射的壓力油沖擊動輪葉片做功，使轉(zhuǎn)子連續(xù)旋轉(zhuǎn)，盤車油在做功后從后軸承座回油管流出。此外，小機還設(shè)置了一個手動盤車裝置，在很不利的起動條件下，轉(zhuǎn)子的起動力矩大到當(dāng)液壓盤車也不能盤動轉(zhuǎn)子時，投入手動盤車，以避免轉(zhuǎn)子長時間停留出現(xiàn)彎曲[1]。

小機油渦輪盤車用油來自其透平油系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)計有2臺交流主油泵、1臺直流潤滑油泵、2臺頂軸油泵，各油泵和電機的型號如下表所示。其中交流油泵出口油流分別供小機調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)、小機和給水泵的潤滑油系統(tǒng)、油渦輪盤車。盤車投入前需先啟頂軸油泵，小機前、后軸承的頂軸油壓要求大于4.0MPa，然后開啟油渦輪盤車進油門，油流沖動葉輪帶動盤車運行。

表1 油鍋輪盤車參數(shù)

2 存在問題

該小機在運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)油渦輪盤車不能正常投運的情況。一種是小機停運時不能投入盤車，另一種是小機啟動前盤車投不動。這些問題從油渦輪盤車的特點分析，即該盤車優(yōu)點是無機械嚙合部件，無論投入或退出都不會發(fā)生機械碰撞，使用安全，而且小機停運時，在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速低于盤車轉(zhuǎn)速前就可以投入盤車；但缺點是盤車力矩小，當(dāng)轉(zhuǎn)子靜摩擦阻力加大時就難以盤動。

當(dāng)小機打閘時，由于帶動給水泵轉(zhuǎn)動使惰走時間較短，需要運行人員盡快啟動頂軸油泵，并趕至就地開大盤車進油門以維持小機轉(zhuǎn)動。如果轉(zhuǎn)子已完全靜止，也就和小機啟動前投盤車的情況相同，這時需要較大啟動力矩才能克服摩擦阻力投入盤車。實際運行中遇到盤車不能投入，采用掛上手動嚙合齒輪加大盤車力矩，或者再啟動一臺交流主油泵以增加油流沖動力。采用這些方法，有時仍無法投入盤車，若是小機停運中則為了防止轉(zhuǎn)子彎曲，必須破壞小機真空、停止軸封供汽，待汽缸、給水泵溫度逐漸下降后再投盤車。

3 設(shè)備檢查

小機盤車無法投運，處理過程中將聯(lián)軸器斷開，發(fā)現(xiàn)可以投入盤車，說明之前是由于給水泵的轉(zhuǎn)子出現(xiàn)卡澀。相比于小機，給水泵的動靜間隙很小，而泵體內(nèi)是高溫給水，如果動靜部件溫度不均出現(xiàn)變形，變形量超過間隙值就會造成卡澀。而且在給水泵停運中，泵體內(nèi)給水流速停止或較低（前置泵運行時），如果給水水質(zhì)不好及濾網(wǎng)工作失常，一些細小顆粒沉積在水泵內(nèi)，堵住動靜間隙造成轉(zhuǎn)子卡澀。

如果小機盤車不能投運，采用手動方式可以盤動轉(zhuǎn)子，而且轉(zhuǎn)動力矩不大，說明小機油渦輪盤車力矩達不到要求。分析這種情況有以下幾種原因：小機交流主油泵出口供調(diào)節(jié)保安油和潤滑油、頂軸油及盤車油，油量分配不協(xié)調(diào)造成盤車供油不足；盤車供油管道及閥門內(nèi)部雜質(zhì)堵塞，造成盤車供油壓力下降；油渦輪葉片和殼體間隙增大、密封不嚴(yán)引起效率下降，造成盤車力矩減小。

4 解決方法

（1）小機停運時要及時投運盤車，即在轉(zhuǎn)速下降過程中就啟動頂軸油泵并將盤車油門開啟，不要待轉(zhuǎn)子靜止后再投盤車[2]。小機停運時采用就地打閘的方法，而且提前開啟盤車油門，保證惰走過程盤車投運；對于小機跳閘投盤車的情況，考慮將盤車進油門改造為遠控電動門，這樣當(dāng)小機轉(zhuǎn)速低于1500r/min，聯(lián)鎖啟動頂軸油泵、開啟盤車進油門，保證油渦輪盤車投運。

（2）小機油系統(tǒng)設(shè)備進行消缺完善，供油量協(xié)調(diào)分配。檢查小機油泵出力正常，消除各調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)內(nèi)漏，合理調(diào)整潤滑油壓，清除盤車供油管道及閥門的堵塞，保證盤車供油量充足。同時調(diào)整油渦輪各處密封間隙，提高葉輪工作效率。采用增大盤車回油管徑、回油管單獨引至油箱，用這些辦法提高了油渦輪的工作力矩。

（3）保證給水水質(zhì)和濾網(wǎng)工作正常，杜絕雜質(zhì)進入給水泵。在啟停過程中按要求投入暖泵或啟動前置泵，保證給水泵上下膨脹均勻、動靜間隙正常，防止發(fā)生泵內(nèi)卡澀情況。

（4）手動盤車可以增加小機盤車力矩，又對小機和給水泵內(nèi)部進行摩擦檢查。在機組檢修時，對手動盤車機構(gòu)內(nèi)的套筒、嚙合桿、齒輪等進行修復(fù)，保證油渦輪盤車無法投入時，手動裝置能有效工作。