广东韶关发电厂9_汽轮机膨胀不畅的处理_曾胜庭

收稿日期 2000 07 24 作者简介 曾胜庭 男 广东韶关发电厂检修公司副总经理 工程师 广东韶关发电厂 9 汽轮机膨胀不畅的处理 Treatment of The Non Smooth Expansion of 9 Unit In Shaoguan Power Plant 曾胜庭 何淦标 韶关发电厂 广东 韶关市 512132 摘要 针对韶关发电厂 9 汽轮机膨胀不畅 低压缸胀差偏大的问题 结合机组在运行和检修中发现的情况 分 析原因采取措施 解决了问题 并对存在遗留问题提出改进建议 关键词 汽轮机 膨胀 处理 韶关发电厂 Abstract An analysisof the non smooth expansion of 9 steam turbine and the comparatively bigger expansion devia tion of low pressure cylinder was made combining the problems detected in the operation and maintenance of the u nit and measures were taken to solve the problems Suggestions for solving the existing problems are also put forward in this paper Key words steam turbine expansion treatment Shaoguan Power Plant 1 前言 韶关发电厂 9 汽轮机组是哈尔滨汽轮机厂生 产的单轴三缸三排汽凝汽式汽轮机组 型号为 200 130 535 535 55 该机组于 1990年底投产 汽轮机 设计膨胀方向如下 转子相对膨胀死点 推力盘 位 于高 中压缸之间的 2 轴承箱内 转子的相对膨胀 死点随中压缸一起向前移动 汽缸绝对膨胀死点分 别位于 3 瓦和 4 瓦轴承箱 高 中压缸和 1 低压排 汽缸以 3 瓦为绝对膨胀死点向机头方向膨胀 2 3 低压排汽缸以 4 瓦为绝对膨胀死点向发电机方 向膨胀 见图 1 汽轮机转子为刚性联接 汽轮机总 膨胀 实际上是高 中压缸膨胀 指示位于前箱左侧 中压汽缸膨胀指示位于中箱右侧 高 中 低压缸胀 差测量装置分别位于前箱 3 轴承箱 5 轴承箱内 机组正常运行中其轴向推力指向发电机方向 该机 组近年来低压胀差一直偏大 严重威胁机组安全 哈尔滨汽轮机厂生产的 20万 kW机组在运行 一段时间后 普遍存在膨胀不畅的问题 膨胀不畅不 图 1 汽缸与转子膨胀示意图 1 高压缸 2 推力轴承 3 中压缸 4 低压缸 5 低压胀差表 6 中压胀差表 7 高压胀差表 59 2000年第 4期 广西电力工程 仅延长启动时间 而且可能造成汽缸跑偏 进而影响 机组安全运行 造成动静碰磨 甚至大轴弯曲 陡河 电厂 8 机就曾因膨胀不畅 汽缸跑偏造成大轴弯 曲 2 存在问题 韶关电厂 9 机投产不久 特别是近几年来 存 在如下现象 在机组启动过程中 如果加负荷稍快 就会造成低压缸胀差大而被迫减负荷暖机 待低压 缸胀差直下降后 才能继续加负荷 这一现象一直维 持到 1997年 9月大修 机组大修后 低压缸胀差大 的问题进一步加剧 大修后的几次开机 低压缸胀差 已达 5 4 5 9 mm 接近规程最大允许值 6 0 mm 之后要相应调整 如减少轴封进汽 降低凝结器真空 等 才能勉强维持低压缸胀差值在 6 0 mm以下运 行 开机后第三 四天 才能缓慢加负荷至 200 MW 在大修的几个月里 通过临修 小修对机组滑销系统 检查 以及一系列的调整 仍然难将 9 机低压胀差 降至 5 5 mm以下 9 机低压胀差大缺陷 严重威胁 机组安全运行 降低了机组的经济性和等效可用系 数 3 原因分析 通过了大量的调研及分析工作 我们认为机组 膨胀不畅的原因主要有以下几方面 1 滑销系统卡涩 2 轴承箱基架摩擦力偏大 3 推拉结构不合理 4 蒸汽管道对汽缸的推力作用 机组在运行初期一般不表现出膨胀不畅的问 题 在运行一段时间后问题逐渐暴露出来 一方面是 因为运行一段时间后 基架油槽内的润滑油脂炭化 失效 增大了摩擦系数 而油脂又无法置换 从而增 大了摩擦力 甚至造成表面拉毛 而主要原因还在于 推拉结构不合理 机组启动过程中的汽缸膨胀 停机后的收缩 其 推拉力是由猫爪来传递的 由于汽缸膨胀不可能很 均匀 因而左 右两侧猫爪传递的推拉力亦不相同 甚至只有一侧的猫爪传递推拉力 从而使轴承箱受 偏心的推拉力 使轴承箱下的纵向键受力 增大了摩 擦力 造成膨胀不畅 另外 汽缸上各蒸汽管道如果 刚性太大 会影响汽缸的膨胀或收缩 根据大修技术资料 高压缸前部与中压缸膨胀 是偏移的 其偏移点在 2 瓦处 大修后高压前汽封 大量漏汽又间接证明了中压缸膨胀受阻 据观察 机 组大范围变负荷 如锅炉灭火 对减少低压胀差有 利 说明中压缸膨胀受到阻碍 只有当汽缸膨胀或收 缩的应力克服了阻碍点的阻力后汽缸才能移动 考 虑到高中压膨胀的偏移 可以认定是由于中压缸左 右两猫爪作用于中轴承箱上的推力不同引起的 使 中轴承箱左 右两侧受力不均 箱体向一侧用力 从 而使箱体下导向键一侧受力增加 4 处理方案 4 1 消除滑销系统卡涩 1 彻底消除前轴承箱 中轴承箱及基础台板销 槽内的锈垢 刮研其表面的接触 2 刮研纵销两侧滑动面 清除表面毛刺 保证 光滑 3 对高压前 后 中压前的立销做相应检查 若 有错位的 重新铰孔 重新配销 4 调整各销的配合间隙 达到标准 4 2 轴承箱和基础台板的接触面锈蚀处理和润滑 油路的改进 1 将前轴承箱 中轴承箱取出翻转 180 将其 底面及台板上的锈蚀斑点打磨 露出金属光泽 将轴 承箱和台板用着色检查接触情况 刮修接触面 接触 面积应达到 75 以上 光洁度 1 6 2 将原有油槽堵死 重新开设新油槽 在前轴 承箱 中轴承箱两侧加钻加油孔和排油孔 构成完整 的润滑油进出回路 以便于在运行能方便地加进新 润滑油 同时把旧润滑油挤出来 3 台板上的油槽开 45 斜坡口 使油槽中的润 滑油很容易进入轴承座与台板的接触面 有利于两 者的良好润滑 4 3 改装推拉梁 1 拆除安装在高压前外缸和中轴承箱体上垂 直键 槽板等件 更换为重新设计 制造的推拉梁 在 中压缸前与中轴承箱垂直键槽板之间加推拉垫块 2 汽缸猫爪与箱体接触面 推拉面 增加 3 mm 间隙 见图 2 以保证缸猫爪不对轴承箱施加 推力 但仍保持拉力 由于箱体材料为 HT20且箱壁 较薄 连接螺栓只能裁进 36 mm 若单靠推拉梁拉 动 箱体强度不够 在停机时 汽缸收缩 箱体与缸体 间力的传递是由猫爪和推拉梁同时传递的 这比原 结构中单靠猫爪传递的情况要大大改善 60 广西电力工程 2000年第 4期 a 改进前 b 改进后 图 2 汽缸猫爪与箱体接触面示意图 4 4 高 中压缸管道支吊架检查调整 检查弹簧自由长度 压缩量 安装高度并与设计 值进行对照调整 5 解体检查及处理情况 2000年 5月 在大修中将高压外缸下部蒸汽管 道用槽钢固定 割开所有管道 吊出高压外下缸进行 检查 1 在拆开中轴承箱与中压缸相连接的猫爪横 键定位销之后 发现横键与中箱错位 轴向错位 2 5 mm 径向错位量较小 吊出前轴承箱 中轴承箱后 发现轴承箱与台板接触面锈蚀严重 并有拉伤痕迹 油槽里堆满了锈垢 纵向键有单边接触痕迹 这证 实了上面的分析是正确的 将轴承箱座和台板接触 面及油槽 销槽的锈垢清除后 用着色法检查轴承箱 座和基架台板接触情况 发现接触很差 只在四个角 有接触到 接触面积只有 20 左右 我们采用边检 查边修刮办法进行处理 直至接触面积达 75 2 拆除高压缸前部和中轴承箱上的垂直键和 槽板 修理平整 钻孔攻螺牙和铰销孔 装上推拉梁 中压缸与中轴承箱之间推拉垫块配准尺寸安装 3 对高 中压缸各支吊架弹簧进行检查 弹簧 自由长度 压缩量 安装高度与设计值偏差不大 支 吊架对汽缸膨胀影响不大 6 效果 9 机大修后 在开机到带满负荷过程中 低压 缸胀差一直小到 2 5 mm 在机组满负荷运行时 中 压缸膨胀达到 16 mm 改造前只有 6 mm 机组从启 动到带满负荷减少到一天 7 存在问题 1 韶关电厂 9 机中压缸后有刚性较差的低压 排汽缸 在机组启动和停机过程中中压缸容易产生 变形 造成中压汽缸膨胀和收缩不畅的弊病 2 该汽轮机轴承箱体与基架台板材料相同 均 为 HT20 相同材料的磨擦容易发生粘合 3 中轴承箱材料为铸铁件 且箱壁较薄 采用 推拉梁结构后 中箱承受推力没问题 承受拉力刚度 略显不足 4 该机组与汽缸相连的蒸汽管道无波纹膨胀 节 使汽缸处于复杂的应力状态 8 改进建议 1 保温材料应选用新型轻度的硅酸铝纤维板 可减重 1 2 2 轴承箱座和台板间润滑油每季到半年更换 一次 3 与汽缸连接的直径大于 200 mm的蒸汽管 道加装膨胀节 以减少蒸汽管道对汽缸膨胀的影响 4 轴承箱改成钢板焊接结构 加强中轴承箱的 强度和刚度 更好适应推拉结构的要求 同时也避免