一種防止汽輪機(jī)振動探頭燒損方式的探討

季 楷

（京能秦皇島熱電有限公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

發(fā)電機(jī)組軸瓦運(yùn)行狀況直接關(guān)系到汽輪發(fā)電機(jī)組安全生產(chǎn)和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此對振動進(jìn)行有效的狀態(tài)檢測和故障診斷具有重要的意義。通常情況下，汽輪發(fā)電機(jī)組軸瓦振動信號通過軸瓦振動探頭進(jìn)行測量。某火電廠一臺由上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的600 MW亞臨界汽輪發(fā)電機(jī)組，由于1#瓦處軸封漏氣溫度高造成1#瓦軸振探頭燒損，直接影響機(jī)組安全及運(yùn)行監(jiān)視。

1 汽輪機(jī)組軸承工作概述

在基礎(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)，滑動軸承至關(guān)重要，其運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)對旋轉(zhuǎn)機(jī)械工作性能具有較大影響。旋轉(zhuǎn)機(jī)械工作期間，轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)多由軸瓦和軸頸表面油膜支撐。工作過程中，軸瓦發(fā)生問題極易導(dǎo)致油膜失衡，軸承溫度較高時也會導(dǎo)致振動異常問題。如果不及時處理上述問題，軸承溫度將不斷升高，不僅會損傷軸承，還會增加安全事故發(fā)生率[1-3]。所以，對機(jī)組軸承振動的可靠監(jiān)視對于機(jī)組安全非常重要。

2 技術(shù)背景

汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組是發(fā)電廠的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備，其運(yùn)行狀況直接關(guān)系到安全生產(chǎn)和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此對其進(jìn)行有效的狀態(tài)檢測和故障診斷具有重要意義。汽輪發(fā)電機(jī)組屬于典型的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，其軸瓦振動信號通常通過軸瓦振動探頭進(jìn)行測量。

通過對某火電廠一臺由上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的600 MW亞臨界汽輪發(fā)電機(jī)組的振動監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)用場景的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)目前振動探頭存在以下問題：由于1#瓦軸封存在漏汽現(xiàn)象，汽輪機(jī)軸瓦振動探頭安裝位置溫度較高，常規(guī)引線及探頭高溫環(huán)境工作受命較短。這一問題解決方案通常有兩種：一是使用耐高溫振動探頭及電纜，其缺點(diǎn)是耐高溫振動探頭及電纜價格昂貴，并且在使用過程中并不能徹底解決此高溫?fù)p壞探頭的問題；另一種方法是增加臨時壓縮空氣吹掃冷卻，但存在冷卻效果差、現(xiàn)場布置困難等問題。

3 創(chuàng)新思路分析

針對上述技術(shù)問題，設(shè)計了一種汽輪機(jī)軸瓦振動探頭循環(huán)冷卻裝置，以解決汽輪機(jī)軸瓦振動探頭高溫環(huán)境下使用壽命短的問題。

初步的設(shè)計思路：制作一種汽輪機(jī)軸瓦振動探頭循環(huán)冷卻裝置，包括外套管、內(nèi)套管和隔絕板，內(nèi)套管設(shè)置在外套管內(nèi)，通過隔絕板與外套管固定連接；內(nèi)套管用于設(shè)置導(dǎo)線，其一端設(shè)置有用于與送風(fēng)管連接的送風(fēng)口，另一端與外套管端部保持距離形成通風(fēng)口，所述外套管的一端設(shè)置有用于回風(fēng)的回風(fēng)欄，另一端用于設(shè)置振動探頭。

該汽輪機(jī)軸瓦振動探頭循環(huán)冷卻裝置，還包括設(shè)置在內(nèi)套管一端的穿線板，穿線板上設(shè)置有用于使導(dǎo)線穿過的穿線孔，送風(fēng)口設(shè)置在穿線板上。

外套管與內(nèi)套管同軸設(shè)置，隔絕板有兩塊，隔絕板將外套管與內(nèi)套管之間的回風(fēng)通道均分為兩部分。

4 技術(shù)方案

4.1 具體設(shè)計方案及配圖

（1）該汽輪機(jī)軸瓦振動探頭循環(huán)冷卻裝置，包括外套管、內(nèi)套管和隔絕板：內(nèi)套管設(shè)置在外套管內(nèi)，并通過隔絕板與外套管固定連接，內(nèi)套管用于設(shè)置導(dǎo)線，其一端設(shè)置有用于與送風(fēng)管連接的送風(fēng)口，另一端與外套管端部保持距離形成通風(fēng)口；外套管的一端設(shè)置有用于回風(fēng)的回風(fēng)欄，另一端用于設(shè)置振動探頭（圖1、圖2）。外套管外側(cè)遠(yuǎn)離振動探頭的一端設(shè)置有螺母，用于固定整個外套管。

圖1 汽輪機(jī)軸瓦振動探頭循環(huán)冷卻裝置主視圖

圖2 汽輪機(jī)軸瓦振動探頭循環(huán)冷卻裝置俯視圖

（2）汽輪機(jī)軸瓦振動探頭循環(huán)冷卻裝置，還包括設(shè)置在內(nèi)套管一端的穿線板，穿線板上設(shè)置有用于使導(dǎo)線穿過的穿線孔，送風(fēng)口設(shè)置在穿線板上（圖3）。

圖3 汽輪機(jī)軸瓦振動探頭循環(huán)冷卻裝置左視圖

（3）汽輪機(jī)軸瓦振動探頭循環(huán)冷卻裝置，還包括設(shè)置在內(nèi)套管內(nèi)的穿線管，導(dǎo)線設(shè)置在所述穿線管內(nèi)。通過設(shè)置穿線管，可以避免冷卻壓縮空氣進(jìn)入時對導(dǎo)線的擾動。

（4）冷卻裝置中，外套管與內(nèi)套管同軸設(shè)置，隔絕板有兩塊，隔絕板將所述外套管與內(nèi)套管之間的回風(fēng)通道均分為兩部分。

4.2 工作原理

外套管將回風(fēng)通道與外界隔絕，內(nèi)套管設(shè)置送風(fēng)通道和導(dǎo)線，外套管與內(nèi)套管之間設(shè)置送風(fēng)通道，隔絕板用于連接內(nèi)套管和外套管，使內(nèi)套管固定在外套管內(nèi)（圖4）。工作時，冷卻壓縮空氣通過通風(fēng)口進(jìn)入內(nèi)套管內(nèi)的送風(fēng)通道內(nèi)，冷卻置于內(nèi)套管中導(dǎo)線及位于端部的振動探頭，再經(jīng)過通風(fēng)口進(jìn)入回風(fēng)通道中，最后經(jīng)回風(fēng)欄將被加熱的冷卻空氣排出，從而實(shí)現(xiàn)用流動的壓縮空氣不斷冷卻連接探頭信號導(dǎo)線的功能。

圖4 內(nèi)套管截面

5 結(jié)論

使用上述振動探頭冷卻裝置，可對現(xiàn)有汽輪機(jī)軸瓦振動探頭及其導(dǎo)線進(jìn)行冷卻，能夠使振動探頭及延長電纜在高溫環(huán)境中可靠使用，同時可減少因高溫導(dǎo)致振動探頭故障次數(shù)增加、降低維護(hù)成本，提升機(jī)組的安全性能。

該裝置還具有體積小、造價低、可重復(fù)拆裝使用等特點(diǎn)，具有推廣應(yīng)用價值。