上汽1000MW汽轮机常见故障及应对策略

2020-07-08牛小川邓新国

中国科技纵横 2020年6期

关键词：油器轴封润滑油

牛小川　邓新国

摘要：本文针对上汽1000MW汽轮机出现频率较高的故障进行记录分析，提出应对策略。

关键词：上汽;1000MW汽轮机;常见故障

中图分類号：TK323 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）06-0164-02

0引言

上汽1000MW机型有独特的设计，记录和研究它的常见故障是一件有意义的工作。

1 1号轴承振动超限

1.1概况及振动特点

该机包含4段大轴，采用单轴承支撑，有5个轴承。主蒸汽为两侧进汽，进汽端设在2号轴承，汽缸膨胀死点设在2号轴承，转子相对于汽缸的膨胀死点也设在2号轴承。

轴承绝对振动采用振速表示法，保护跳闸值设为11.8mm/s;大轴相对振动值采用振幅表示法，未设置跳闸保护，但作为振动参考依据，其值不允许大于130μm。

该机型在运行几年后一般是在某日起频繁出现1瓦轴振报警（报警值≥83μm），居高不下，最高可超过130μm，有的机组甚至达到220μm。振动发生后与负荷高低无明显的关系。轴承绝对振动有轻微升高，但无明显增大。即使大轴相对振动超过130μm，轴承座绝对振动依然在3.0mm/s以下。主蒸汽温度的变化对振动影响较大。振动数据以工频（50Hz）为主，其它频率所占比例不大。工频分量占到90%以上，高频和低频占比之和低于10%[1]。

1.2 1号轴承振动原因分析

（1）该机型1号轴承为大轴的自由端，外连接有液压盘车，有甩尾的可能（见图1）。

（2）高压缸较小，转子重量轻，1号轴承载荷较轻，轴承压比小，稳定性和抗扰动能力较差。长期低负荷运行时，此情况尤甚。

（3）一旦轴承刚度下降，高压转子受汽流扰动（如负荷变化、高加抽汽量变化以及主蒸汽温度、高压缸排汽变化等）影响，使大轴在1号轴承中轻微失稳，造成振动增大，轴承磨损。

1.3运行管控策略

（1）机组降负荷及重大操作，如吹灰、启动制粉系统等，提前采取措施避免汽温大幅扰动。

（2）反向调节两侧主蒸汽进汽温度，改变进汽偏差方向及进汽口的热膨胀偏向。

（3）监视振动变化，当振动频繁超过130μm时，应考虑轴承损伤停机消缺，并做好准备工作。

1.4检修消缺策略

（1）将1号轴承顶部间隙（标准：0.30-0.35mm）和按照标准下限调整。检查检查轴承乌金与转子轴径情况，是否出现损伤，必要时进行修刮。

（2）做好检修记录（如表1），对1号轴承检查处理间隔建议不超过2年。

2顶轴油压力低

汽轮机配有三台50%容量的顶轴油泵，转速低于540rpm时投用，顶起大轴，建立油膜。两运一备方式，油压应维持15MPa以上。顶轴油压不足时盘车有损伤轴瓦的危险。

2.1运行管控策略

（1）启动第三台顶轴油泵，保持顶轴油压，否则应停止盘车。轮流切换顶轴油泵，记录顶轴油压力，以排除某台油泵故障。

（2）检查是否误碰1号轴承顶轴油进油手动门。由于盘车进油手动门与1号轴承进油手动门位置相邻（如图2），在调节盘车转速时有误碰的可能，使1号轴承进油量偏大，造成顶轴油压力降低。

2.2检修应对策略

（1）检查各顶轴油管路逆止门是否失效[2]。

（2）测量大轴抬起高度，检查顶轴油管至2号轴承进油口圆形密封垫圈是否受损。

（3）检查顶轴油母管溢流阀是否动作正常。

3冲转至3000rpm时润滑油压力低

汽轮机润滑油系统配有两台交流油泵和一台直流油泵。润滑油经过板式冷油器或者冷油器旁路供给各轴承使用。冷的（流经冷油器）和热的（流经旁路）润滑油在油温控制阀内按比例混合得出口需要的润滑油温度（50℃）。

汽轮机未升速前，润滑油温很难达到50℃，油流全部流经旁路而不走冷油器内部;汽轮机3000rpm后，润滑油温度迅速升高，冷油器充油启用。这时候，因为板式冷油器的皮囊效应，会大量充油引起润滑油压力下降。由于此时油箱油温还处于上升中，不够高，温控阀会使油流将在旁路和冷油器来回切换多次，引起润滑油压来回波动，严重影响机组运行安全[3]。

（1）运行应对策略：在机组启动前，做低油压试验，保证备用油泵联启正常。在3000rpm时，备用润滑油泵联启后，应保持其运行，直到润滑油箱油温稳定。

（2）检修应对策略：润滑油系统加装蓄能器。

4热态启动“机组升速率过低”

热态启动时，温度起点高，为保护高压缸末级叶片，DEH中设置了高排温度控制器。在高压缸12级后设置三个温度测点取平均值作为监控。由高压转子温度计算出一个高排温度限制值（图3）。当温度高于此限制值时，高排温度控制器动作，关小中调门，开大高调门，以增加进汽量，降低高压缸排汽温度。

然而在汽轮机并网前，高调门的开度是有限制的。汽轮机升速时，SGC程控走步会停留在第31步，“S/UP DEVICE”（启动装置）的进程为67%，且固定不变。当“S/UP DEVICE”（启动装置）输出值小于“SPD CTRL ACT”（转速控制）输出值时，通过小选器“MIN”的为前者（67%），导致高调门开至一定开度后无法继续开启，汽轮机实际转速跟踪不上设定值，当差距30r/min时，会出现“DEV TOO HIGH”（转速偏差大）和“LOAD SETP-CTRL STOP”（负荷控制器闭锁）报警，升速率降低。当升速率<100.8时，触发“ACCL

4.1运行应对策略

（1）将主蒸汽流量从670t/h增加至960t/h，在进行汽轮机冲转过程中，主蒸汽压力維持高限稳定，保证高压缸充足的进汽量。

（2）在冲转升速过程中，关小或关闭主蒸汽暖管小旁路，以使主蒸汽尽可能的通过高压缸。

4.2检修应对策略

（1）短暂的退出高排温度控制器，使中压调门不关小，汽轮机快速冲转至3000rpm。

（2）手动提高“S/UP DEVICE”输出值，解除高压调门开度小选限制，以增加高压缸进汽量。

5真空降低

一般来说真空突然下降有以下原因：（1）真空破坏门误开;（2）真空泵故障跳闸，备用泵未联启;（3）真空泵水箱液位低;（4）循环水中断;（5）轴封供汽不足或中断;（6）凝汽器水位过高;（7）低旁动作;（8）真空系统大量漏空。对于上汽1000MW汽轮机组，有其特殊的地方。

5.1轴封供汽压力测点坏引起真空降低

轴封为自密封形式，高压缸漏汽到轴封供汽母管，通向低压缸两端，实现密封。母管压力由溢流阀控制在3.5kPa。有两个测点，控制信号取其较大者。一旦出现某一测点故障，显示偏大，主机轴封控制器将以该点为控制目标，降低轴封供汽压力，造成机组真空大幅偏低。

应对策略：将主机轴封控制器由跟踪供汽母管压力测点1和2之间的较大者修改为较小者。

5.2轴封溢流调门全开造成真空下降