潮州電廠1 000mW機組頂軸油頂起高度不足分析及對策

梁慶林

廣東大唐國際潮州發電有限責任公司，廣東潮州 515723

1 系統概況

潮州電廠#4機CCLN1000-25.0/600/600超超臨界凝汽式汽輪機，頂軸油系統為哈汽配套，設計裝有兩臺套頂軸油泵，一用一備。頂軸油泵為日本油研工業株式會社生產的A3H56-FR01KK-10-X33型柱塞泵，油泵主要技術參數如下：

油泵幾何排量56.3mL/r 最小調節排量35mL/r

額定工作壓力28MPa 最高工作壓力 35MPa

最低轉速600r/min 最高轉速2 500r/min

工作油溫20℃～65℃，工作介質32L-TSA透平油。

油泵配套電機為南陽防爆集團生產的YB2-225M-6型電機，功率30kW，轉速980r/min，防護等級IP55，絕緣等級：F級。

頂軸油系統油泵向兩低壓缸四個軸瓦（#5、#6、#7、#8瓦），發電機兩個軸瓦（#9、#10瓦）提供頂軸油。按電機轉速及油泵幾何排量計算，單臺油泵流量（泄漏系數0.05）52.4L/min。

設計各瓦頂起高度： 0.06mm～0.1mm；

設計各瓦頂軸油壓： 5MPa～15MPa；

設計頂軸油供油量： 軸瓦全部頂起所需油量50L/min。

2 存在問題

#4機頂軸油系統設計為一臺頂軸油泵運行，一臺備用，設計供油量50L/min。從多次單泵運行靜態調整結果看，單臺泵運行根本達不到各瓦頂起0.06mm～0.1mm要求的頂起高度。兩臺泵運行#9、#10瓦頂軸油壓力達21MPa～23MPa頂起高度仍達不到設計頂軸高度。

2010年5月4日，#4機修完后啟頂軸油泵進行頂軸高度測量及各瓦油壓調整，單臺頂軸油泵運行除#7瓦頂起高度能達到0.085mm外其余瓦頂起高度均不夠。

2010年5月5日，#4機盤車狀態下雙頂軸油泵運行，經對各瓦進油門調整，#8瓦，#10瓦頂起高度達到0.06mm，其余瓦頂起高度0.04mm～0.05mm，經過多次調整部分瓦頂起高度仍不夠。

2010年5月5日0時35分左右，汽機沖轉至400r/min，在沖轉過程中，#6、#8瓦頂軸油壓下降較快，小幅開大#6瓦、#8瓦進油門，轉速穩定至400r/min時各瓦溫基本正常。0時50分再次升速至800r/min定速，#6瓦溫度最高，瓦溫64℃。1時30分轉速2 200r/min，頂軸油泵停運，#6瓦溫度較高，達93.8℃。轉速升到3 000r/min定速，#6瓦溫度達93℃，最高時達到101℃。后因#8瓦振動大打閘。在惰走過程中轉速至320r/min左右（3時30分），#8瓦瓦溫開始快速上升，由70℃升到115℃，油壓由5MPa下降3MPa，將頂軸油壓由3MPa調到5MPa后瓦溫下降至正常值。停機后對#5-#8瓦進行解體檢查，發現這些瓦均發生不同程度磨損，其中#6、#8瓦出現碾瓦現象，如上圖。

3 原因分析

影響軸瓦頂起高度的影響因素主要有：

1）頂軸油壓力；

2）頂軸油量；

3）軸瓦頂軸油囊面積大小，轉子重量及負載；

4）瓦頂軸油管泄漏或逆止門故障；

5）瓦接觸面積達不到要求，接觸不均勻，頂軸油囊周圍未封閉接觸；

6）頂軸油泵故障，出力不足；

7）設計容量不滿足實際需要。

從多次靜態調試結果分析，頂軸油壓力能滿足設計要求，但明顯感覺油量不足，不能滿足每個瓦的供油需要。如開大#5瓦頂軸油供油門滿足其頂起高度，母管油壓會有明顯下降，靜態調試供油量不能滿足將所有瓦頂起0.1mm高度需要。究其原因主要是頂起高度大后瓦泄油量增大，所供的油量不能滿足所需油量。

低壓轉子87.5t，發電機轉子重量96t，低壓轉子軸瓦的頂軸油囊面積比發電機軸瓦頂軸油囊大兩倍以上。發電機轉子重量大，頂軸油囊面積小（頂軸油囊實測橢圓長徑42mm，短徑30mm），導致需要較高頂軸油壓（21MPa ～24MPa）才能將軸頂起，油壓高對油泵的使用壽命及頂軸油系統安全性均有影響。

#4機各瓦頂軸油管及接頭檢查有輕微滲油現象，#4機#9瓦頂軸油調整中及運行中油壓有時突變，逆止門可能犯卡。

現在單臺泵運行達不到要求，設計容量偏小。詢問幾個兄弟電廠，他們單臺泵流量達80L/min～100L/min。

4 整改對策

4.1 加大頂軸油量及增加一臺頂軸油泵

加大頂軸油泵出力及供油量，更換電機將頂軸油泵轉速提高，由目前980r/min提高到1450r/min，單臺油泵出力理論上能達到77.5L/min，即理論上可增加供油量25.1L/min。

另外增加一臺套頂軸油泵，選擇出力100L/min，最高工作壓力31.5MPa左右的軸向柱塞泵及增加相應的管路閥門、入口濾網等部件。正常投運時兩用一備。

4.2 各瓦頂起高度調整到位

在靜態下重新調整各瓦頂起高度，#5、#6、#7、#8瓦頂起高度不低于0.1mm，#9、#10瓦頂軸不低于0.06mm。這樣靜態調整#5、#6、#7、#8瓦頂軸油進油量使軸頂軸高度在設計上限及以上來滿足在盤車、抽真空、升速、惰走等各種工況下軸瓦能頂起而不致發生干磨。

4.3 擴大發電機軸瓦頂軸油囊面積

發電機軸瓦頂軸油壓偏高，頂軸油囊面積偏小，有必要擴大并加深#9、#10瓦油囊。#4機#9、#10瓦頂軸油囊按哈電廠家要求修刮到橢圓長徑48mm，短徑32mm，油囊分別開大了3mm、1mm，挖深了0.4mm。發電機軸瓦油囊修刮后頂軸油壓明顯下降，頂起高度明顯提高。

4.4 漏油點消除、工作不可靠的逆止門更換

消除了頂軸油系統漏點，如#4機#9、#10瓦頂軸油管法蘭，接頭漏油， #8瓦頂軸油逆止門接頭漏油等漏點，對內漏的調整門、逆止門進行了更換，防止進瓦頂軸油泄壓頂起高度不夠瓦干磨。

5 整改效果

經整改后，單臺泵運行各瓦頂起高度就能滿足要求，各瓦頂起高度0.09mm～0.14mm，雙泵運行各瓦頂起高度0.11mm～0.16mm，各瓦頂起高度達到設計要求，具體數據如下表：

#4機軸瓦 #5 #6 #7 #8 #9 #10

頂軸壓力及軸頸頂起高度表

6 結論

通過靜態下重新調整各瓦頂起高度，#5、#6、#7、#8瓦頂起高度不低于0.1mm，#9、#10瓦頂軸不低于0.06mm，擴大并加深#9、#10瓦油囊，加大頂軸油泵出力及供油量，使頂軸高度達設計標準，滿足機組運行需要。

[1]哈爾濱汽輪機有限責任公司CCLN1000-25.0/600/600型汽輪機啟動運行維護說明書[S].哈爾濱：哈爾濱汽輪機有限責任公司，2007.