大型火电汽轮机组中心调整

1、 大型汽轮机组轴系中心调整分析 李志行引言：从2004年我国首台600MW国产化超临界燃煤机组-华能沁北电厂1号机组投产至今已经过去12年，大型超临界火机组建设与投产增速远远超出人们当初的想象。在过去的12年中，陆续投产的600MW机组大多经过投产后1年A修和6年定检A修，火电从业人员对大型机组的认知与理解也在历次检修中不断提高，加上电力行业对于大型火电机组长周期运行要求逐年提高，检修流程的标准化与修后设备各参数指标符合标准达设计值作为一项至关重要的管理与检验手段被应用于各类机组等级检修过程中，起到良好的效果。但是，也正因如此，火电检修和管理人员对于一些关键技术工艺参数的设计标准变得有些盲从，

2、无论待检机组状态是否与设计状态一致，都按照设计标准进行检修处理，导致修后机组运行状态恶化。笔者有幸在两年时间内参加同一台机组两次非标大修，本文以该机组实际情况来分析在机组检修状态无法参照设计标准状态时汽轮机组中心调整的方式与策略。一、 机组概况三门峡华阳电厂#4汽轮机组（#4机）为哈电生产的CLN600-24.2/566/566 型，超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压凝汽式汽轮机。该机组于2006年投产，2007年首次A级检修，2012年第二次A级检修。2014年5月与2015年10月分别进行了两次单揭两个低压缸的B级检修，其中2014年检修未抽发电机转子，2015年检修抽出发电机

3、转子。两次B级检修都面临同一个问题，轴系中心的调整如何处理。设计制造单位有明确的轴系标准（图1.1），但是在机组建设安装时，建设单位是在机组全冷态半缸状态下将轴系中心调整至此标准，机组状态与两次B检状态截然不同。在这种情况下，强行参照设计标准调整轴系中心势必有些欠妥，并且该机组在过往运行中轴系各项指标（轴振、瓦振、油温、油压等）均处于优良稳定状态（表1.1），所以如何处理修前测得轴系中心数值与设计值的差异必须三思而后行。 图1.1 轴系找中图 #1#2#3#4#5#6#7#8#9瓦振（um）952017241624254X向轴振（um）517757405625604025Y向轴振（um）686

4、852474746614525金属温度1()72.7574.7274.4381.5673.8578.0366.1562.9656.29金属温度2()72.7470.2970.5777.1073.1977.63回油温度()57.4064.4659.5659.0461.7658.2752.5956.7441.87表1.1 #4机630MW负荷下主机#1-9瓦振动、温度情况（2014年02月15日）二、 检修过程分析2.1 2014年#4机组轴心中心调整处理情况2014年#4机B检高、中压缸和发电机无检修项目，单独揭I、II低压缸检修。#4机组B级检修工期短，汽缸冷却缓慢，需要在调节级温度110的情

5、况下揭低压缸，开展后续工作。如何尽快掌握修前机组中心状况，制定切合机组实际的轴系调整方案，合理分配各轴瓦负荷，保证修后机组运行状态优良，成为本次揭缸检修的技术难点。修前讨论决定检修过程中采取对轴系中心在不同温度状态下多次复查，复查的顺序为低低、低发、中低，调节级温度每下降10-15测量一次，直至调节级温度50，共测量5次。在中心调整方案未确认之前，所有支撑轴承下瓦不得移动，相关金相检查直接在轴承箱内进行，如果个别瓦块存在问题则单独将瓦块拆卸出来瓦枕瓦座仍然不做任何移动。测量结果见表2.1 表2.1 2014年#4机组轴系中心记录高、中压与低对轮中心标准：中压转子对轮偏低0.30mm 下张口0.

6、127mm 其余不大于0.03mm测量状态圆周（垂直方向）圆周（水平方向）平面（垂直方向）平面（水平方向）2014.3.19 修前全缸 132.8高、中压转子中心低0.14高、中压转子偏左侧0.07下张口0.1左张口0.02014.3.20修前全缸 117.6高、中压转子中心低0.30高、中压转子偏左侧0.1下张口0.05左张口0.022014.3.25修前半缸 72.8高、中压转子中心低0.415高、中压转子偏左侧0.065下张口0.055左张口0.0252014.3.29修前半缸 60高、中压转子中心低0.415高、中压转子偏左侧0.065下张口0.055左张口0.0252014.3.31

7、修前全缸50高、中压转子中心低0.32高、中压转子偏左侧0.04下张口0.09左张口0.03低与低对轮中心标准：低转子对轮偏低0.15mm 下张口0.203mm2014.3.19 修前全缸低压转子中心低0.375低压转子中心偏右0.14下张口0.26左侧张口0.002014.3.22修前半缸低压转子中心低0.38低压转子中心偏右0.19下张口0.23右张口0.022014.3.29修前半缸低压转子中心低0.39低压转子中心偏右0.17下张口0.19左张口0.012014.3.31修前全缸低压转子中心低0.25低压转子中心偏右0.08下张口0.23右张口0.01低与发电机对轮中心. 标准：低转子

8、对轮偏高0.15mm 下张口0.127mm2014.3.19 修前全缸低压转子中心高0.015低压转子中心偏右0.145下张口0.13左张口0.02014.3.22修前半缸低压转子中心低0.125低压转子中心偏右0.075下张口0.12左张口0.032014.3.29修前半缸低压转子中心低0.08低压转子中心偏右0.08下张口0.08左张口0.002014.3.31修前全缸低压转子中心高0.11低压转子中心偏右0.10下张口0.09左张口0.00通过上表的数据对比可知：1、高中压转子在调节级温度逐渐降低的过程中，中低对轮高差在逐渐增大，调节级温度降低了83度，中-低对轮中心高差增大了18丝，#

9、2瓦标高呈降低趋势。2、在调节级温度从133降至50期间，I、II低压转子高差在逐渐缩小，低-低对轮中心高差缩小了12.5丝，#3瓦标高有抬高趋势。3、在调节级温度从133降至50期间，低发对轮高差在逐渐增大，低-发对轮中心高差增加了9.5丝，#7瓦标高有抬高趋势。4、全实缸比半缸状态高中压转子抬高了9.5丝，I低压转子抬高了14丝，II低压转子下降了3丝，下张口有不同程度的加大。 5、机组调节级温度下降至60以后中心变化趋势不再明显，热应力和热膨胀引起的中心变化基本消除。通过对解体数据和上次大修数据的对比，发现轴系各中心变化趋势与预计的温度、热应力等因素造成的中心差异基本一致，结合机组修前运

10、行状况良好、轴颈无明显磨损、轴瓦接触良好的基本情况，确定了中心不做的调整，维持现有中心状态，确保运行中心不变的原则，但修后同轴度必须确保在标准范围内。实践表明按此原则处理#4机组修后运行状态良好。2014年5月29日#4机修后带满630MW负荷下主机#1-9瓦振动、温度情况：2.2 2015年#4机组轴心中心调整处理情况2015年4B检修主机主要有I、II低压缸解体、发电机抽转子等项目，与14年相比增加了发电机抽转子项目。在检修开始之前依据实际运行数据结合历次检修经验确定过本次检修轴系中心调整以2014年揭低压缸数据为参照，在相同的温度点和汽缸状态下进行多次测量并参考设计静挠度曲线中各点状态。

11、修前测量结果见表2.2 表2.2 2015年#4机轴系中心记录测量状态测量位置中压与低对轮中心。标准：中压转子对轮偏低0.30mm 下张口0.127mm低与低对轮中心。标准：低转子对轮偏低0.15mm 下张口0.203mm低与发电机对轮中心。标准：低转子对轮偏高0.15mm 下张口0.127mm）2015.10.13修前半缸 121圆周（垂直方向）高中压转子中心低0.015转子中心低0.395转子中心低0.545圆周（水平方向）高中压转子中心偏左0.135转子中心偏右0.045转子中心偏右0.04平面（垂直方向）下张口0.0225下张口0.30下张口0.10平面（水平方向）左张口0.0475左

12、张口0.01右张口0.0转子各轴颈扬度#2瓦#3瓦#4瓦#5瓦#6瓦0.685 0.450 0.400 0.035 0.260 2015.10.16修前半缸 97圆周（垂直方向）高中压转子中心低0.125圆周（水平方向）高中压转子中心偏左0.155平面（垂直方向）下张口0.027平面（水平方向）左张口0.0425转子各轴颈扬度#2瓦#3瓦#4瓦#5瓦#6瓦0.660 0.475 0.480 2015.10.17修前全实缸 85圆周（垂直方向）高中压转子中心低0.05圆周（水平方向）高中压转子中心偏左0.12平面（垂直方向）下张口0.04平面（水平方向）左张口0.03转子各轴颈扬度#2瓦#3瓦#

13、4瓦#5瓦#6瓦0.680 0.455 0.720 2015.10.18修前全实缸 81圆周（垂直方向）高中压转子中心低0.03转子中心低0.35圆周（水平方向）高中压转子中心偏左0.13转子中心偏右0.03平面（垂直方向）下张口0.04下张口0.27平面（水平方向）左张口0.03左张口0.02转子各轴颈扬度#2瓦#3瓦#4瓦#5瓦#6瓦0.685 0.405 0.480 0.035 0.265 2015.10.20修前半缸 73圆周（垂直方向）高中压转子中心低0.12转子中心低0.365圆周（水平方向）高中压转子中心偏左0.09转子中心偏右0.025平面（垂直方向）下张口0.0375下张口0

14、.26平面（水平方向）左张口0.0375左张口0.01转子各轴颈扬度#2瓦#3瓦#4瓦#5瓦#6瓦0.625 0.445 0.485 0.095 0.165 2015.10.23修前半缸 55圆周（垂直方向）高中压转子中心低0.165圆周（水平方向）高中压转子中心偏左0.085平面（垂直方向）下张口0.035平面（水平方向）左张口0.0375转子各轴颈扬度#2瓦#3瓦#4瓦#5瓦#6瓦0.620 0.465 0.460 2015.10.31 修前半缸 35圆周（垂直方向）高中压转子中心低0.205圆周（水平方向）高中压转子中心偏左0.055平面（垂直方向）下张口0.04平面（水平方向）左张口0

15、.04转子各轴颈扬度#2瓦#3瓦#4瓦#5瓦#6瓦0.650 0.480 0.455 测量结果表明，低低中心与2014年所测数据几乎完全一致，中低中心与2014年测量结果有所差异主要表现在高中压转子下沉量不足，同一温度状态下与2014年相差约0.10mm,但高压转子自停机后到温度冷却至50期间转子状态一直在发生变化，总体趋势是不断下沉，向2014年相关数据靠拢，考虑到高中转子温度应力和机械应力释放不均等因素的影响，同时对#1、#2瓦下瓦支撑接触进行检查，排除了#1瓦下沉和#2瓦抬起的可能，在2015年11月1日扣缸报告会上认定中低中心可以不做调整，正常回装。但是，修前低发中心数据与2014年偏

16、差较大（全实缸，调节级温度105），具体表现在低压转子比发电机低0.545mm，2014年测量低压转子比发电机低0.125mm。但是由于测量时发电机励端大端盖上部已经解体与去年测量状态不符，低压转子与发电机高差变化可能是由于励端大端盖下沉造成，具体情况确认需要大端盖恢复后复测。本次检修于2015年11月4日完成扣缸，低发中心的测量工作于6日晚19时开始，21时完成回装后首次数据测量工作。测量结果为：下张口0.23mm，低压II转子低0.05mm, 炉侧张口0.03mm, 低压II转子偏炉侧0.11mm。2014年回装数据为：下张口0.09mm，低压II转子高0.025mm, 炉侧张口0.03m

17、m, 低压II转子偏炉侧0.025mm。两组相同状态下测量的数据偏差较大。通过对两组数据的测量状态再次进行排查发现，2014年测量时内冷水处于投运状态，定子线圈温度58-59、转子铁芯温度50.9、内冷水出水温度48.9-51.6，本次测量时内冷水处于停运状态，定子线圈温度40、转子铁芯温度40.2、内冷水出水温度14。随即决定将内冷水系统投运，待7日早8点发电机内部各温度指标恢复与去年一致时再次复测低发中心数据。11月7日上午复测低发中心，下张口0.23mm，低压II转子低0.05mm, 炉侧张口0.03mm, 低压II转子偏炉侧0.105mm，与6日晚测量结果一致。通过模拟计算，在目前状态

18、下，如果将#8瓦下落1.2mm，#7瓦下落0.2mm，低发中心对应结果为：下张口0.12mm，低压II转子高0.04mm。与2014年测量结果基本吻合。也就是说，从数据和计算结果来看，只有#7、#8瓦位置分别上抬0.2mm、1.2mm，低发中心才能从2014年状态变化为目前状态。基于以上情况再次对#7、#8瓦进行全面检查，发现#7、#8瓦上部顶块与轴瓦上盖间隙变化量较大。设计值为0.15-0.35mm,2012年大修回装记录为#7瓦0.16mm #8瓦为0.24mm。本次检修解体测量值为#7瓦0.05mm间隙 ，#8瓦为0.98mm紧力，与2012年大修回装记录相差巨大。初步分析只有转子上浮过

19、大或者发电机大端盖变形才会造成上述情况。在轴瓦结合面、轴瓦与轴颈接触情况进行检查后排除了转子在运行中上浮过大的可能，初步锁定大端盖变形造成的轴瓦上部顶块间隙变化。低发数据对比见表2.3。 表 2.3 低发中心数据对比低与发电机对轮中心：标准：低转子对轮偏高0.15mm 下张口0.127mm2014.3.19 修前全缸 132.82014.3.20修前全缸 117.6 2014.3.29修前半缸 60 2014.3.31修前全缸50 2014.4.14 修后全缸2015.10.13修前半缸2015.11.7修后全缸2012.4修前全缸2012.4修前半缸圆周（垂直方向）低压转子中心高0.015低

20、压转子中心低0.125低压转子中心低0.08低压转子中心高0.11低压转子中心高0.025转子中心低0.545低转子低0.05低压转子中心低0.025低压转子中心低0.05圆周（水平方向）低压转子中心偏右0.145低压转子中心偏右0.075低压转子中心偏右0.08低压转子中心偏右0.10低压转子中心偏右0.025转子中心偏右0.04低转子偏左0.11低压转子中心偏左0.025低压转子中心低偏左0.05平面（垂直方向）下张口0.13下张口0.12下张口0.08下张口0.09下张口0.09下张口0.10下张口0.23下张口0.06下张口0.125平面（水平方向）左张口0.0左张口0.03左张口0.

21、00左张口0.00左张口0.03右张口0.0左张口0.03左张口0.05左张口0.06发电机大端盖轴瓦瓦壳轴瓦顶块与瓦壳间隙轴瓦顶块综合本次检修低发中心变化情况分析与#7、#8瓦顶块间隙变化量发现，顶块间隙变化量与中心变化调整量基本一致，若将#7瓦上抬0.11mm,#8瓦上抬1.0mm，低发下张口为0.14mm,低压II转子高0.02mm,整体变化趋势明显向2014年回装数据靠拢。分析结果表明发电机大端盖的塑性变形是本次中心数据的偏差主要原因。 按照目前情况低发中心若调整至设计值，汽端、励端分别需要下降0.3mm、1.4mm，发电机调整量过大。考虑到目前机组实际运行状况优良，发电机轴瓦并未出现

22、过载、超温、振动等不良反应，发电机实际调整量不宜过大，只需改善发电机转子与轴瓦运行状态即可。初步拟定调整量为汽端、励端分别需要下降0.15mm、0.60mm，预计调整结果为下张口0.188mm，低压II转子高0.074mm。达到降低#7、#8瓦负载，改善目前运行工况的目的。（低发中心调整示意图见图2.1） 图 2.1 低发中心调整示意图实际调整过程中，因为发电机下部左右两侧共有16对长短厚度不同的垫片，我们采取了等长梯度均降的方式，将垫片抽减低从#7瓦递增至#8瓦，同时整体抽去汽端2对励端2对带有载荷分配功能的4对垫片0.20mm、0.60mm，确保不改变原有载荷分配特性。调整后，中心进行复查，左张口0.04mm，下张口0.20mm，低压转子高0.01mm,低压转子偏炉侧0