火力發(fā)電廠汽輪機(jī)常見故障分析及解決措施

姜永超

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江鶴崗 154100）

0 引言

30 MW 汽輪機(jī)是一種老式的汽輪機(jī)，國內(nèi)關(guān)于其的研究比較少。隨著發(fā)電事業(yè)的不斷發(fā)展，汽輪機(jī)的功率不斷提升，現(xiàn)在已經(jīng)擁有了1000 MW 超大機(jī)組，機(jī)組也從亞臨界逐漸變化成超臨界和超超臨界。30 MW 汽輪機(jī)在使用方面，存在一些常見的問題，如出現(xiàn)異常振動、軸封漏氣、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動異常、轉(zhuǎn)子出現(xiàn)問題等，不同的情況可能是由不同的原因造成的。本文主要研究的是沒有EH 油泵單獨(dú)EH 油系統(tǒng)的高溫高壓30 MW 汽輪機(jī)組的軸封漏氣的事故，該機(jī)組沒有通過事故分析，提出相應(yīng)的解決措施。

1 常見故障

（1）汽輪機(jī)軸封漏氣。軸封漏氣是汽輪機(jī)一種常見的故障，會影響汽輪機(jī)的整體運(yùn)行效果，漏氣嚴(yán)重時(shí)將造成汽輪機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定。軸封漏氣所造成的損失約占汽輪機(jī)所有故障損失的30%，因此軸封故障是企業(yè)急需解決的問題之一。

（2）異常振動。汽輪機(jī)異常振動最終的解決辦法就是關(guān)閉汽輪機(jī)機(jī)組，而汽輪機(jī)組的組成結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，汽輪機(jī)經(jīng)常在高溫高壓下進(jìn)行工作，振動異常是其十分常見的現(xiàn)象。汽輪機(jī)異常振動會導(dǎo)致整個(gè)機(jī)組發(fā)生故障，影響運(yùn)行效率。

2 問題分析

本文主要對汽輪機(jī)常見故障中的封軸漏氣故障進(jìn)行研究，分析漏氣原因。在運(yùn)行過程中，汽輪機(jī)組的潤滑油含量純度太低，而潤滑油含量水分過高就會導(dǎo)致汽輪機(jī)軸封部分元件的老化，進(jìn)而導(dǎo)致汽輪機(jī)運(yùn)行異常，導(dǎo)致汽輪機(jī)組運(yùn)行超負(fù)荷，超負(fù)荷之后汽輪機(jī)就會被迫停止工作、降低工作效率，影響電廠效益。

2.1 前期工作

如果要檢查汽輪機(jī)軸封漏氣故障的原因，需要汽輪機(jī)組停止工作、進(jìn)行全面檢查。如果只是臨時(shí)或緊急停運(yùn)檢查汽輪機(jī)軸封漏氣現(xiàn)象，這類簡單的操作無法滿足汽輪機(jī)軸封漏氣的需求，可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)來解決漏氣現(xiàn)象、檢查軸封回汽腔室的真空值，并對其他可以引起軸封漏氣的原因進(jìn)行檢查。

（1）油冷卻器檢查。經(jīng)過全面的檢查和不斷地測試，該機(jī)組的冷卻器運(yùn)行正常、密封性良好，不存在冷卻器漏油的現(xiàn)象，也沒有出現(xiàn)冷卻水與油氣混合的現(xiàn)象，因此其軸封漏氣現(xiàn)象不是油冷卻器引起的。

（2）濾油效果檢查。全面檢查機(jī)組濾油效果，如果是由于長期運(yùn)行導(dǎo)致的機(jī)組正常損耗，更換濾芯即可，因此在排除濾芯問題的過程中，更換了全部的濾芯，并增加了其他機(jī)組的濾油系統(tǒng)，然后進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)試。檢查發(fā)現(xiàn)，油質(zhì)中的含水量依然很高、沒有相應(yīng)改善，這表明濾油器出現(xiàn)問題的可能性不大，需要重新判斷漏油的原因。

2.2 軸封漏氣原因分析

軸封漏氣的原因有很多，如軸封間距的過大導(dǎo)致多方出油、軸封系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有缺陷、汽輪機(jī)主機(jī)出力欠缺等。下面分別進(jìn)行檢查分析和排除。

（1）軸封間隙原因。在機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)通常會預(yù)留了一定的空隙，將間隙設(shè)定值控制在最大的程度，主要是為調(diào)節(jié)油氣、保證機(jī)組的運(yùn)行安全。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子若與軸封發(fā)生摩擦，運(yùn)行阻力增加，運(yùn)行過快就會導(dǎo)致出現(xiàn)軸封磨損。隨著時(shí)間的推移和使用，除了正常的損耗之外，新增了由于運(yùn)行導(dǎo)致的不正常磨損，這會使軸封的間隙超大、漏油的概率增加以及機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定等問題。

（2）軸封系統(tǒng)問題。檢查發(fā)現(xiàn)軸封系統(tǒng)存在以下3 個(gè)問題：①軸封加熱器使用不暢，增大了軸封使用的難度及機(jī)組運(yùn)行負(fù)擔(dān)；②在接近除氧器處軸封的漏氣管道與門桿的漏氣管道變成了一根管道，導(dǎo)致漏氣問題增加；③軸抽風(fēng)機(jī)在抽汽方面動力不足，油量一旦增加抽風(fēng)機(jī)的運(yùn)行就會出現(xiàn)卡頓，軸封漏氣現(xiàn)象更加明顯。

3 解決措施

為全面解決軸封漏氣、漏油的現(xiàn)象，將汽輪機(jī)停機(jī)進(jìn)行檢查，并在以下4 個(gè)方面進(jìn)行改造。

3.1 軸封體調(diào)整

該機(jī)組采用梳齒形迷宮軸封結(jié)構(gòu)，軸封前后壓差由通流部分決定。減少軸封漏氣量主要有兩種方法：一是減小軸封漏氣面積，即動、靜部件之間的間隙；二是改進(jìn)軸封結(jié)構(gòu)，增加軸封的阻尼系數(shù)。本次揭缸之后，吊出各軸封殼體的上半部，通過檢查平面有無漏氣痕跡、轉(zhuǎn)子上軸封段有無磨損、查看動靜部分相對軸向位置是否正確，來判斷軸封漏氣情況。檢修發(fā)現(xiàn)軸封漏氣的主要原因在于軸封系統(tǒng)，因此需要從軸封系統(tǒng)出發(fā)來解決軸封漏氣問題。由于不正常的磨損會導(dǎo)致封軸間隙過大，因此需要改變間隙的情況來解決漏氣現(xiàn)象。本次檢修首先通過假軸法合理調(diào)整軸封間隙，按技術(shù)要求嚴(yán)格控制軸封間隙質(zhì)量，確保轉(zhuǎn)子軸封段的阻汽凸緣與軸封塊長齒無軸向碰擦等痕跡，中分面壓板上無過度膨脹引起的硬印，軸封殼體無裂紋、變形，結(jié)合面密封無泄漏，在緊固螺栓的情況下0.03 mm 塞尺塞不進(jìn)、接觸面積60%以上。其次，嚴(yán)格控制軸封間隙，使前后軸封間隙為0.40～0.60 mm，隔板軸封間隙為0.40～0.70 mm，軸封殼體與汽缸洼窩配合軸向間隙為0.10～0.15 mm。

3.2 軸封加熱器檢查調(diào)整

為確保汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行，需要全面檢查汽輪機(jī)組的加熱器系統(tǒng)，檢查過程主要分為3 步：①拆卸加熱器，將氣管的兩頭打開，往里吹氣，觀察判斷氣管是否通暢；②為了保證疏水的正常，需要再開一個(gè)疏水通道，將水流引至疏水箱，以進(jìn)一步對加熱器拆卸檢查、確保檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性；③調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)并不斷調(diào)試，使其達(dá)到最佳的使用狀態(tài)。

3.3 軸封漏氣管改造

汽輪機(jī)原來的設(shè)計(jì)中，兩個(gè)軸封漏氣管道最終合并成為一根管道、共同連接除氧器，而兩個(gè)管道中門桿漏氣管道的壓力要大于軸封漏氣管道，對軸封漏氣管道造成了一定的影響。為此，需要對門桿漏氣管道進(jìn)行改造來減少軸封漏氣問題，主要改造內(nèi)容是將兩個(gè)管道分開：在兩個(gè)管道連接的前一部分增加一個(gè)閥門，閥門采用三通的模式，將門桿漏氣管道中的氣引至除氧器；在適當(dāng)位置再增設(shè)一個(gè)隔離閥，與除氧器之前預(yù)留的位置相連接，減少漏氣現(xiàn)象（圖2）。

圖1 軸封加熱器結(jié)構(gòu)

圖2 新增門桿漏氣管道安裝平面示意

3.4 外加壓縮空氣系統(tǒng)改造

經(jīng)過檢修，發(fā)現(xiàn)軸封漏氣的原因是油板處的鋁質(zhì)板發(fā)生了嚴(yán)重變形，因此決定將鋁質(zhì)板改成鋼板，這樣材料硬度將會大大增加。同時(shí)將清潔干凈的空氣引入壓縮空氣管道，將油和汽分離，既避免漏氣造成資源浪費(fèi)，又避免油汽混合影響油的品質(zhì)。另外，將汽輪機(jī)的管道與壓縮空氣管道連接，將壓力表和截止閥等兩種儀器依次安裝到管道上，將油和汽成功分開?？諝鈮毫σ话惚３衷?.3～0.5 MPa，這樣封閉效果較好。

4 結(jié)束語

本文以汽輪機(jī)常見的一種故障為例，以軸封漏氣為基礎(chǔ)，闡明汽輪機(jī)漏氣的原因，并給出相應(yīng)的解決措施，通過改造外加壓縮空氣系統(tǒng)、汽管、軸封體、加熱器等措施，提升汽輪機(jī)的工作效率和穩(wěn)定性，促進(jìn)電廠的發(fā)展。該項(xiàng)改造可以大幅提升電廠的生產(chǎn)效率，提升汽輪機(jī)的運(yùn)行效率和運(yùn)行安全性，減少成本投入和資源浪費(fèi)。