６ＭＷ汽轮机组调试中的故障和措施分析

邓章才

摘要：本文介绍了汽轮机组在调试投运之初发生几个问题，对此进行了分析，并给出了解决途径和办法。

关键词：汽轮机组 故障处理 转速 润滑油

0 引言

某发电厂二期工程是本省重点工程，其中1号机组为东方汽轮机厂首台按日本日立公司技术制造的6MW机组，由于该类型机组首次完全实现国产化，因此在系统设计、制造及现场安装和调试过程中均存在经验不足的问题，在调试过程中只能根据以前同等级机组的调试经验，通过现场各参建单位的共同努力，最终基本掌握了该机组的技术特性，为该类型机组的广泛应用积累了经验。

1 调试中遇到的问题及处理

1.1 高压缸上、下缸温差过大 汽轮机首次冲转时，转速在2130r／min时开始进行中速暖机。在暖机过程中，高压外缸中部温差达到汽轮机运行说明书中所规定的上限值55.6℃，此时上、下外缸的温度分别达到207℃和151℃，但此时机组各运行参数稳定，各轴承振动没有明显变化。考虑到机组首次冲转并且是高压外缸下缸温度明显高于上缸，存在积水的可能，因而手动打闸停机。就地检查高压外缸中部温度测点，没有发现异常；检查相应的抽汽管路，特别是一段抽汽管路，没有发现有汽水倒流的迹象。制造厂认为：在确认缸体不积水及汽轮发电机组的差胀、振动在允许范围内的情况下，高压缸上、下缸温差最大不得超过70℃，在70℃以下温差下运行，可保证机组能正常、安全运行。事后，咨询了使用相同汽轮机的其它厂家，得到的回复是：他们的汽轮机高压缸中温差也有类似情况，但表现的是下缸温度比上缸温度高，正好与此相反。该汽轮机第二次冲转前，检查了高压静叶持环，发现其平衡孔活塞有松动现象，随即将其紧固。在以后的冲转过程中发现，高压外缸上、下缸温度变化正好与首次冲转时相反。分析了这一变化后认为，高压静叶持环平衡孔活塞的松动导致了部分新蒸汽漏入高压外缸上部，使上缸得到加热，而高压外缸下部因结构的关系并没有新蒸汽漏入，新蒸汽的温度要比此时的高压外缸温度约高200℃，因而就出现了第一次冲转时的现象。此时，该汽轮机的高压缸上、下缸温差与其它同型式的汽轮机基本一致，下缸温度比上缸高，并且经常维持在55℃左右。为了保证该汽轮机的安全运行与今后不发生类似问题，特提出以下几条建议：由于汽轮机上缸温度低于下缸温度会导致汽缸向下弯曲，使汽缸中部间隙变小；如果上、下缸温差足够大，就会造成高压缸中部的汽封间隙超出允许范围，从而造成汽轮机高压缸产生动静磨擦，给机组的安全运行造成极大危害。说明书中所规定的上、下缸温差上限值55.6℃和上、下缸温差在7O℃内汽轮机可以运行是有一定根据的，所以在运行中应该严格控制：在测得温差大于55.6℃时，应加强对汽轮机运行各参数的监视，一旦该温差超过70℃，就应该采取相应措施。

1.2 冲转前中压缸上、下缸温差过大 机组冷态启动时，在准备冲转之前常出现中压缸调阀端上、下缸温差过大的情况(55℃左右)。检查后发现，该温度差与轴封汽投入时问的长短和温度有密切关系，并且机组挂闸冲转后该温差逐渐下降，到3000r／min时下降到约20℃左右，约7h后，上下缸温差过大现象基本消失。据此分析可以认为，该现象的出现与中压缸轴封汽少量漏人中压缸有关。从中压缸轴封汽投入的那刻起，中压缸调阀端上缸温度就开始增加，增加的幅度远大于调阀端下缸，从而造成温差过大。因此建议在投主机轴封之前，应合理调整辅汽参数，不应使中压缸轴封汽温度过高；合理把握挂闸、冲转的时机，做到在汽轮机厂家规定的参数范围内启动汽轮机。

1.3 润滑油进水 润滑油系统进水，严重时出现润滑油乳化现象，给汽轮机组的润滑系统、调速系统和保安系统造成严重的安全隐患。自动主汽门拆卸后发现端盖和内腔有明显的锈迹，已危及设的安全可靠运行。在调试后运行4个月，因润滑油乳化对系统的润滑油进行了全部更换。

1.3.1 原因分析 由于汽轮机高压轴封阻汽效果差，漏汽量大，高压轴封漏汽通过油封进入了前轴承箱，这是造成油系统进水的直接原因。本汽轮机的高压轴封腔室分为3部分，自里向外分别与抽汽系统、轴封送汽(新蒸汽)和轴封加热器相连。高压轴封有3种运行方式：①将凝结水送人轴封加热器中加热；②将轴封漏汽引入抽汽系统；③将轴封漏汽引到低压轴封作密封用蒸汽。在调试运行之初，采用的是运行方式①，轴封加热器工作状况正常，效率和效果均符合设计要求。试运期间也试图将高压轴封的漏汽引入抽汽系统，但由于抽汽系统压力较高未能实施。

1.3.2 处理措施 ①对已进水的润滑油采用真空滤油机进行恢复处理。润滑油平均每周过滤一次，一次过滤5h。②对轴封加热器的工作系统进行改造。主汽门门杆漏汽量大、压力高，造成轴封加热器的抽汽负荷较重，从而消弱了对高压轴封的抽汽能力。为此，在自动主汽门的门杆疏水管道上加装排地沟管线和阀门，将自动主汽门门杆的疏水排人地沟，以减轻轴封加热器抽汽负荷，增加轴封加热器对高压轴封的抽汽能力。

1.4 暖管后转子冲动转速过高 暖管结束后，自动主汽门及其旁路门尚未开启，通过505E控制器使调节系统复位时，汽轮机转速随即升高超过盘车转速，严重影响正常操作。

1.4.1 原因分析 自动主汽门门杆疏水管与调节汽门阀杆疏水管经1根总管与轴封加热器相连，在暖管至自动主汽门前管道时，自动主汽门的门杆漏汽通过疏水管经调节汽阀的阀杆疏水管进入了高压蒸汽室，当调节系统复位时，这部分蒸汽在调节汽阀开启时的瞬间即冲动转子，使机组冲动转速超过盘车转速。

1.4.2 处理措施 ①对自动主汽门门杆疏水管进行改造，在进入疏水总管前加装1条排地沟的管线，在暖管期间使自动主汽门的门杆漏汽直接排人地沟，不进入疏水总管，解决了暖管期间高压蒸汽室进汽的问题。②改变运行方式。在暖管期间，投入轴封加热器，抽出部分自动主汽门的门杆漏汽进行冷却处理。自动主汽门门杆漏汽排入地沟后，从源头切断了漏汽进入高压蒸汽室的途径。改造后，再未出现自动主汽门关闭和调节系统复位时发生转子冲动现象，彻底减少了操作人员的操作程序，改善了系统运行的安全性。

1.5 调速系统摆动 在机组调试期间，并网后负荷带到5.7 MW时，高、低压油动机行程即出现大幅度窜动，随之出现负荷大幅度摆动现象，最大摆动范围至5.5MW，致使机组无法带上满负荷，对机组的安全运行构成严重威胁。采用505E控制器的汽轮机组出现调节系统摆动问题，是当前电液调节系统与传统机械调节器相结合所发生的一种新情况。505E控制器的程序组态中有1个组态模块是专门用于汽轮机工况图参数设置的，当汽轮机的运行参数超出模块中所设定的值，即超出汽轮机本身工况图所规定的范围，505E控制器即输出不稳定的控制信号，经过电液转换器后输出不稳定的控制油压，继而造成高压油动机出现大幅度窜动以及负荷大幅度摆动。对工况图分析后，调整了汽轮机的运行参数后，任何负荷点都较平稳，在负荷试验中再未出现负荷摆动现象。

2 结束语

2.1 润滑油进水原因要从多方面分析，甚至要进行逐项检查试验。

2.2 自动主汽门门杆漏汽到高压蒸汽室的现象只有从源头上切断进入的途径，否则不但影响操作，还会产生转子受热不均的问题。

2.3 汽轮机调节系统采用电液调节系统与传统机械调节器的结合，出现调节系统摆动的情况较普遍，本台机组若是不采用505E控制系统，即使是超出工况图的运行参数，也不会反应如此突出。505E控制器是近些年老机组改造和新机组安装的首选设备，对其性能和参数设置需要做深入的研究和探讨。