1000MW机组低速碾瓦原因分析与处理

1000mw1000mw 机组低速碾瓦原因分析与处机组低速碾瓦原因分析与处 理理 简述 华润苍南发电厂 1 号 2 号汽轮机均为东方汽轮机厂引进 日立技术生产的超超临界 一次中间再热 冲动式 单轴 四 缸四排汽 双背压 纯凝汽式汽轮机 汽轮机型号 n1008 25 600 600 型 额定出力 1 008 mw 最大连续出力 1 055mw 额定转速 3 000 r min 1 号机组和 2 号机组分别于 2014 年 1 月和 6 月正式投入商业运行 机组轴系由汽轮机高 压转子 中压转子 低压转子 a 低压转子 b 及发电机转子所 组成 各转子均为整体转子 无中心孔 各转子间用刚性联轴 器连接 汽轮发电机组轴系中 1 2 3 4 号为可倾瓦式轴承 采 用 6 瓦块结构 对称布置 5 10 号为椭圆形轴承 推力轴承位 于高压缸和中压缸之间的 2 号轴承座 采用倾斜平面式双推力 盘结构 事故经过 故障一 2 号机组某次启动时 22 54 汽轮机在中速暖机后由于 f 磨煤机事故跳闸 手动打闸汽轮机 主汽门关闭后汽轮机开始 惰走 23 23 汽轮机转速 268 r min 2 号瓦温度开始上升至 66 7 23 24 磨煤机故障处理完毕 点火投粉成功 重新挂闸 冲转 23 27 汽轮机转速上升至 337 r min 时 2 号瓦温度上升 至 113 5 立即手动打闸 23 28 2 号瓦温度达到最大值 130 1 机组停运后翻瓦检查发现 2 号瓦出现齿形磨损 钨 金部分碾磨严重 3 号瓦也出现不同程度的磨损 故障二 1 号机组某次按照调度要求停运 23 30 负荷 86 6 mw 打 闸汽轮机 主汽门关闭 汽轮机开始惰走 2 号瓦温度最高显 示为 138 温度变化趋势见图 2 故障三 相同类型机组事故 华能海门发电厂一期 2 台 1 000 mw 机组 其中 1 号机组汽轮机由东方汽轮机厂引进日立技术后首 台国产化机组 在某次汽轮机低速惰走过程中 2 号轴承瓦温突 升 最高达到 149 3 号 4 号轴承瓦温也伴随有升高 根据 2 次由阀门严密性试验得到的升降曲线 从 2 号瓦温 度与转速关系曲线可以看出 在 2 次降速滑停过程中均发生了 瓦温突升 第 1 次滑停时在 388 r min 下 2 号瓦温度突升至 108 时间大约 3 min 第 2 次滑停时在 584 r min 下 2 号 瓦温度突升至 84 在转速下降到 381 r min 时 2 号瓦温度 突升至 149 时间大约 6 min 在对可倾瓦增加顶轴油管路后 再次启动冲转 后因磨煤机故障机组跳闸 机组惰走至 0 r min 因盘车手动投不上 转子完全静止 8 min 后直接冲转 冲转至 1 686 r min 因 3 7 8 号瓦振动大停机至 0 r min 汽 轮机再次冲转至 3 000 r min 稳约 20 min 后 3 4 号瓦振动 突升约 70 um 而后缓慢上升 因轴瓦振动大而停机惰走过程 中 在汽轮机低转速时 3 号轴承瓦温出现突升现象 华润苍南发电厂发生的 1 与 2 号机组汽轮机 2 号可倾瓦 与相同类型的华能海门发电厂 1 号汽轮机组的 2 号可倾瓦在低 转速时发生烧瓦事故情况相类似 都是在机组停运惰走或者冲 转至大约 300 r min 时发生可倾瓦温度突升而烧瓦 在机组打闸 后惰走过程中 随着转速的下降 可倾瓦轴承温度都会出现短 暂的上升 继而下降 但唯有 2 号轴承在转速低于 300 r min 时 温度发生突升 事故原因 瓦温突升基本发生在汽轮机打闸后惰走至 300 r min 左右 由于转速下降 此时润滑油油膜作用小 华润苍南发电厂 1 号汽轮机惰走时 1 3 4 号温度都在随 着转速下降而下降 唯有 2 号瓦在低转速时温度突然上升 由 于 2 号瓦比压最大 在油膜失效后 轴颈与瓦块钨金之间发生 了直接刚性摩擦 造成轴瓦磨损 在汽轮机低转速时 转子切 向速度下降 受重力作用 轴颈下沉 使可倾瓦的径向半径太 小 瓦块润滑油进油通道变小 进油量不足 造成断油 由于 1 4 号瓦缺少顶轴油油路设计 转速下降后 油膜变薄 油质中 存在固体颗粒进一步破坏润滑效果 使液体摩擦变成颗粒摩擦 导致轴颈与钨金表面遭到破坏 轴颈也发生划伤 在 2 号机组 翻瓦时发现 2 号瓦有齿状划痕 同时在轴承滤网处发现有固体 颗粒物 说明有硬质固体颗粒卡在轴颈与轴瓦之间 在旋转的 轴颈带动下 随旋转划伤了轴颈与钨金 进一步加剧恶化了油 膜的压力分布 最终导致轴承钨金被碾压直至破坏 见图 4 5 2 台机组都是在低转速 300 r min 左右 发生 2 号可倾轴承 烧瓦事件 但是其他可倾瓦都没有明显的温度上升趋势 机组 振动也未见明显增大趋势 说明汽轮机轴系的设计上 2 号瓦 在低转速下所受的压比为最大 轴颈与轴瓦之间的油膜变稀薄 距离更为靠近 此时若油中存在不合格的颗粒物 很容易在低 转速下卡在轴颈与瓦之间 在轴颈旋转中 出现齿状的的碾磨 防范措施 1 摩擦检查转速调整 将汽轮机冲转时摩擦检查转速由 200 r min 改为 600 r min 即汽轮机冷态启动过程中 先以 100 r min 的升速率升速至 600 r min 保持转速稳定进行摩擦检查 2 高压缸正暖方式调整 汽轮机正暖方式调整为 600 r min 摩擦检查结束后 直接由中调门控制转速升速至 1 500 r min 然后在工程师站手动开启高调门至暖缸开度 根据实际情况确定 开度 进行高压缸正暖 3 润滑油温度控制 汽轮机启动期间 转速 1 500 r min 时 控制主机润滑油温度在 32 左右 转速 1 500 r min 时 油温按正常运行油温控制在 38 45 启机阶段油温控制均采取 手动设定目标油温方式控制油温 汽轮机停机期间当汽轮机转 速由 3 000 r min 下降至 2 500 r min 时 自动向主机润滑油冷却 器出水调节门发出目标油温 32 的指令 自动控制油温 期间 加强对油温的监视 必要时手动干预调节 确保转速 1 500r min 时 润滑油温控制在 32 左右 4 汽轮机惰走控制 汽轮机停机惰走期间应加强对各轴瓦 金属温度下降情况做对比 重点加强对 2 号轴瓦金属温度的监视 若发生轴瓦金属温度出现异常升高或下降趋势与其他存在明显 差异时 视情况调整凝汽器真空 紧急情况下可按破坏真空紧急 停机处理 尽量缩短惰走时间 5 加强对汽轮机润滑油质的监视 特别是在机组启停时保 证润滑油品质 及时投入润滑油净化装置 特别在汽轮机停运 前 加强对油质的取样化验检查 6 封堵 1 个回油孔或者缩小回油孔径 保证轴颈浸油深度 以保证油膜厚度与冷却效果 7 联系厂家改变可倾瓦瓦片弧度 增大进油量 提