600MW汽轮机瓦温高的原因及对策

杜鹏

摘 要：在汽轮机运行过程中导致瓦温高的因素较多，需要结合具体采取调节方式，做出动态化调整。600MW汽轮发电机组在正常运行过程中，大多数都是采取顺序阀控制形式，这样能够对阀门节流损失情况进行有效调节，全面提升机组运行的稳定性。目前在诸多同类机组运行中，阀门开度以及切换中会出现轴承温度和振动问题超标情况，其中在高中压转子处危害较为严重。有部分机组瓦温实际温度超出100℃之上，会导致烧瓦事故的发生，对机组稳定运行造成较大影响。当前诸多电厂都是通过对阀门开启顺序进行调整，全面改善600MW级机组在进汽切换过程中出现的各类问题。

關键词：600MW汽轮机 瓦温 原因 对策

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）12-0-02

当前对汽轮机基本运行状态各项参数可以进行分析，主要是热力特性参数与机械特性参数。热力特性参数主要包括流量、温度、压力、背压等。机械特性参数主要包括偏心、胀差、瓦温等。本文以下主要从高中压转子受力分析出发，对转子中心点位置引起的轴瓦负载变化、供油量降低的600MW汽轮发电机组2号瓦瓦温超标的主要原因进行分析。在理论和试验基础上进行验证，提出相应的单阀调节方式，对原有的转子中心位置进行优化，确保2号瓦瓦温能够得到有效调整，根据瓦温超标的情况采取解决措施。

一、设备基本概况概述

结合电厂生产实际，引入日立公司生产的N600-16.7/566/566，亚临界、单轴、双背压、凝汽式汽轮机。汽轮机在运行过程中可以通过单阀或是顺序阀方式进行控制，当机组开始运行时主要是通过单阀进行有效控制，在日常稳定运行中选用顺序阀进行控制。在机组高压进汽位置中布设了两个主汽门以及不同的调节汽门，实际布置情况如图一所示。该汽轮机组顺序阀设计模式如图所示，主要是GV1 + GV2→GV3→GV4，就是对顺序阀进行控制时，高调阀GV1，GV2能够同时开启，然后导致GV3负荷数不断增加。在此汽轮机组实际运行过程中，2号轴承金属温度过高，对机组稳定运行造成较大影响[1]。

二、瓦温异常现象及主要原因分析

机组运行过程中2号轴承采取稳定性较好的可倾轴承，4号机组经过大修之后2号瓦温开始逐步升高，温度上升数值接近报警值，对机组稳定运行造成较大影响。

从表1中可以看出，2号瓦瓦温与负荷之间相关，并且左右下侧瓦瓦温随着负荷变化数开始变化。从各项数据中可以看出，在405MW负荷之下，2号瓦左下侧瓦受到负荷变化情况开始逐步增加。在405MW负荷左右时，2号瓦左下侧瓦温能够达到105.5℃。当405MW负荷以上时，左下侧瓦温会受到负荷影响开始发生变化。当额定600MW负荷时，左下侧瓦瓦温能够全面降低，降到90℃。当负荷要低于500MW时，右下侧瓦温稳定值较高，瓦温能够达到85.2℃。当汽轮机中有大量蒸汽流动时，对动叶会产生切向汽流力。如果进汽为对角，汽流力能够产生力矩使得转子开始旋转，并且保持自平衡。如果进汽是非对角的，不能产生较为平衡的汽流力，并且在机组运转过程中各个轴承位置开始出现附加性载荷，对转子中心位置产生较大影响[2]。

进汽非对角产生的不平衡汽流力会对转子中心位置产生较大影响，导致2号瓦瓦温逐步发生变化。当GV1和GV2实际开度保持同时，在不平衡汽流力与重力作用下，高中压转子开始朝着左侧进行偏移。GV2开度逐步增加时，左下瓦承受的荷载在不平衡汽流力影响下开始增加，轴瓦和转子之间的间隔距离开始逐步扩大，导致轴承实际供油量不断降低，促使轴瓦瓦温开始升高。如果将GV1和GV2全部打开，此时瓦温能够达到最大值。GV3实际开度受到负荷影响，随着负荷不断升高开始增大，对转子会产生右下方的汽流力，与GV1和GV2产生的气流合力会形成垂直的角度，这样能够使得转子横向附加汽流力开始降低，供油量不断增加，左下瓦负载降低。转子开始朝着右侧进行移动，此时瓦温会不断升高。根据上述可知，汽轮机组运行过程中负荷数产生变化之后，阀门实际开度会产生相应变化，蒸汽导致的不平衡汽流力会直接导致转子中心位置区域发生相应变化，对轴承基本供油量与轴瓦负载产生影响，导致瓦温变化[3]。

三、瓦温处理措施探析

从上述瓦温过高产生的原因可知，瓦温变化产生的主要原因就是因为不平衡汽流力产生的影响。从表1各项数据中能够看出，当机组实际运行负荷达到400MW时，2号瓦温开始逐步升高。在开展各项基本试验时，机组负荷将会稳定在400MW，确保GV4全程保持关闭。在具体试验过程中，GV3开度增加时，GV1与GV2开度会逐步减小。阀门在具体开度调节过程中会对汽流力大小与具体方向产生影响。GV1与GV2开度开始减小时会导致左下瓦负载降低，上述阀门开度调整试验能够对2号瓦瓦温高产生的原因进行分析。针对4号机组实际运行情况来说，当具体负荷数低于500MW时，会对汽轮机组稳定运行产生较大威胁，所以当前需要对左下侧瓦温进行有效控制。此外，还需要对阀门进行调整，这样能够有效改变转子原有的中心位置，确保对轴瓦能够进行动态化调整[4]。在实际处理过程中，需要通过三阀控制的单阀调节方式对瓦温进行调控，拟定相应的解决措施。通过只开三阀的单阀调节过程中，左下侧瓦瓦温开始随着负荷呈现出降低发展趋势。机组瓦温降至正常数值之后，与原有的报警值相比有一定增长情况，对机组运行安全性与稳定性具有较大保障性[5]。

四、汽轮机瓦温度防控

1.润滑油系统问题

润滑油系统问题主要有润滑油温度、压力以及油质发生相应变化，根据相关工作原理可知，当润滑油压力不断降低时，推理轴承油量会相应减低，这将会导致推力瓦温逐步升高。润滑油实际温度升高之后，会导致润滑油推力轴承中的热量不断降低，使得轴承中有过多热量难以发散，这样会直接导致推力瓦温度升高。此外，当润滑油温度升高之后，还会导致透平油粘度降低，这样会使得轴承油膜难以形成。润滑油系统各项问题都会直接导致推力轴瓦温度全面提升，所以当前在稳定运行过程中需要对各项参数进行监控。降润滑油温度、压力值进行有效控制。各项数值超出限制范围之后，需要及时采取相应的调整措施，这样能够确保系统稳定运行[6]。

2.轴向位移增大

汽轮机负荷以及热蒸汽参数如果超出了原有的设计值，在高、中压缸轴向推力会不断扩大，这样将会导致轴向位移逐步增加。汽轮机加负荷较快，在高压转子进汽与出汽过程中会产生较大的压差，这样会形成较大的负推力，使得不在工作状态下的瓦磨损情况日益严重。在设计过程中需要确保各项设计能够使得汽轮机转子上产生的轴向推力能够得到有效平衡，不会形成较大推力。机组在稳定运行过程中，需要对主汽参数进行控制，不能超出限制范围内，并且机组不能呈现出超负荷运行状态。当发现主汽参数与负荷压力超出限制之后，需要及时进行恢复，确保减负荷运行。

3.通流部分损坏、轴位移增加、瓦温升高

在汽轮机运行过程中，如果通流部分产生损坏将会导致汽轮机汽耗不断增加，致使汽轮机轴向推力不断增加，对汽轮机稳定运行产生较大影响。在汽轮机运行过程中，正常情况下大多数通流部分产生损坏的主要原因是在运行或是启停过程中各项操作不合理，保温质量稳定。轴向磨损产生的原因就是在法兰加热装置投入不恰当，导致胀差超出限制值。如果汽轮机发生水击之后会对真空紧急停机造成破坏，由于水的密度大于蒸汽，高速的水灰度叶片应力超限产生影响。水的附著力导致蒸汽不能往后移动，会产生较大的轴向推力，使得推力轴承逐步烧毁[7]。

总而言之，当前导致600MW汽轮机瓦温过高的原因较多，当前要想对瓦温进行控制，需要在理论知识基础上加强技术实践，拟定各项应对措施，将瓦温控制在合理范围内。

参考文献

[1]邱杨，白广臣.亚临界600MW汽轮机瓦温过高原因和检修工艺[J].热力透平，2010，39（3）：210-213.

[2]尹相雷.超临界600MW汽轮机1#、2#轴承瓦温偏高处理方案[J].枣庄学院学报，2013，30（2）：96-101.

[3]李佳东，周凯，黄振鑫等.600MW直接空冷机组汽轮机配汽控制策略优化[J].华电技术，2012，34（7）：21-22.

[4]闫军.600MW汽轮机可倾瓦轴承金属温度偏高处理措施[J].科技创新导报，2010（36）：52-52.

[5]靖长财.600MW机组瓦温异常升高分析[J].电力安全技术，2008，10（5）：57-58.

[6]靖长财.600MW 汽轮机轴瓦温度异常升高的查处[J].电力安全技术，2009，11（5）：61.

[7]吴作根.600MW汽轮机轴瓦温度高问题分析及处理方法[J].城市建设理论研究（电子版），2012（14）.