CDQ汽輪發(fā)電機(jī)組跳機(jī)的故障診斷及處理

摘 要：CDQ汽輪發(fā)電機(jī)組異常跳機(jī)，經(jīng)過對汽輪機(jī)危急遮斷器飛錘、彈簧、注油通道、主油泵等詳細(xì)的檢查，確定汽輪機(jī)跳機(jī)的原因是危急遮斷器離心飛錘誤動作，成功解決了這一個難題。

關(guān)鍵詞：汽輪發(fā)電機(jī)組；跳機(jī)；危急遮斷器；主油泵

1 簡介

寧波鋼鐵有限公司焦化廠干熄焦鍋爐配套有1臺高溫高壓汽輪發(fā)電機(jī)組，以下簡稱CDQ汽輪發(fā)電機(jī)組。本汽輪機(jī)為單缸抽汽凝汽試汽輪機(jī)，由杭汽中能汽輪動力有限公司制造，機(jī)組型號C25-8.83/0.98，額定轉(zhuǎn)速3000r/min，機(jī)組于2010年2月建成投產(chǎn)。

2 故障經(jīng)過

2013年4月17日，CDQ汽輪發(fā)電機(jī)組跳機(jī)。檢查SOE記錄為速關(guān)閥關(guān)閉、505緊急停機(jī)、ETS動作，機(jī)組沒有任何報(bào)警信號，分析認(rèn)為：可能是汽機(jī)危急遮斷器動作，速關(guān)閥關(guān)閉，ETS保護(hù)動作，因此進(jìn)行機(jī)械超速試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果3060r/min，確認(rèn)危急遮斷器提前動作，對危急遮斷器的動作轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，動作轉(zhuǎn)速3270r/min，4月18日并網(wǎng)發(fā)電。

2013年4月19日機(jī)組再次跳機(jī)，故障原因與17日相同，超速試驗(yàn)的動作轉(zhuǎn)速為3117r/min，對危急遮斷器的動作轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，20點(diǎn)30分并網(wǎng)發(fā)電。

3 原因分析

危急遮斷器轉(zhuǎn)速動作原理，當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)生機(jī)械超速時，安裝在主軸上的飛錘離心力大于彈簧的壓緊力，向外飛出，將危急遮斷器的掛鉤打脫。危急遮斷油門滑閥在彈簧力作用下移動，切斷速關(guān)油，使速關(guān)油壓降低，速關(guān)閥關(guān)閉停機(jī)。飛錘提前動作的原因有以下幾種：

（1）危急遮斷器飛錘上調(diào)整螺母的防松銷沒有定位到調(diào)整螺母的槽內(nèi)，沒有起到相應(yīng)防松的效果，長期運(yùn)行后造成調(diào)整螺母松動，向外轉(zhuǎn)動后使彈簧的壓緊力減小，飛錘提前動作。4月17日晚跳機(jī)后已對調(diào)整螺母進(jìn)行調(diào)整，并做了記號，4月19日停機(jī)后檢查調(diào)整螺母位置，并未發(fā)現(xiàn)有松動的跡象，可排除此原因。

（2）正常運(yùn)行期間飛錘上的彈簧一直被調(diào)整螺母壓住，在長期的壓緊狀態(tài)下，可能變軟，使壓緊力減小，飛錘提前動作。4月19日停機(jī)后對彈簧拆出檢查，未發(fā)現(xiàn)變軟，可排除此原因。

（3）機(jī)組軸向位移大，轉(zhuǎn)子上的軸位移凸肩將危急遮斷器的掛鉤打脫，但是在機(jī)組跳機(jī)時，從機(jī)組的軸位移及推力瓦溫度情況看，曲線平穩(wěn)，軸向位移超標(biāo)可排除。

（4）運(yùn)行中可能有油進(jìn)入到飛錘底部，造成飛錘重量增加，離心力增大，飛錘提前動作，相當(dāng)于做了飛錘噴油試驗(yàn)。噴油試驗(yàn)是在汽輪機(jī)不帶負(fù)荷空轉(zhuǎn)的情況下，通過專門的油管路給飛錘充油，增加它的偏心質(zhì)量，使飛錘動作，組成部分有噴油試驗(yàn)閥、注油管、注油通道組成。一般充油試驗(yàn)動作轉(zhuǎn)速略低于額定轉(zhuǎn)速3000r/min。經(jīng)查看汽輪機(jī)的說明書，這臺機(jī)組未安裝有噴油試驗(yàn)。經(jīng)詢問生產(chǎn)廠家，此批生產(chǎn)的汽輪機(jī)雖取消了噴油試驗(yàn)裝置，但是未取消轉(zhuǎn)子上注油通道，只是將外部注油通道的接頭用螺栓封堵。4月19日停機(jī)后拆卸主油泵的油封環(huán)及注油通道的堵頭螺栓后，均有油流出。證明了運(yùn)行中有油進(jìn)入飛錘底部，造成危急遮斷器飛錘出現(xiàn)誤動作現(xiàn)象。

（5）轉(zhuǎn)子上注油通道的位置位于主油泵密封環(huán)出口處，圖中1為一級密封環(huán)，2為二級密封環(huán)，3為注油通道，4為離心飛錘。由于干熄焦發(fā)電機(jī)組啟停比較頻繁，導(dǎo)致主油泵出口側(cè)密封環(huán)間隙磨損超標(biāo)，進(jìn)而沿二級密封環(huán)進(jìn)入到離心飛錘的注油通道。

4 解決措施

5月21日，利用干熄焦鍋爐停機(jī)檢修時間機(jī)會對汽輪機(jī)危急遮斷器飛錘、彈簧、注油通道、主油泵等進(jìn)行了詳細(xì)的檢查、處理。

（1）經(jīng)測量主油泵出口的浮動環(huán)間隙0.20mm，油封環(huán)間隙0.15mm，均偏大，對其進(jìn)行更換，調(diào)整間隙為0.10mm。拆除出口端蓋上原來作為注油通道的堵頭螺栓，相當(dāng)于增加一個泄油點(diǎn)。同時將飛錘底部固定螺母的泄油孔由4mm擴(kuò)大至6mm，增加泄油量。

（2）急遮斷器飛錘安裝位置相對靠前，經(jīng)測量與軸表面距離為2mm，調(diào)整到圖紙要求的2.5-3mm，減少飛錘與轉(zhuǎn)子的偏心距，減小離心力。

（3）為徹底解決飛錘內(nèi)漏進(jìn)油的可能，將轉(zhuǎn)子上注油通道孔用氬弧焊堆焊堵死。

（4）調(diào)整超速試驗(yàn)動作轉(zhuǎn)速至要求的3270-3330r/min范圍內(nèi)。

5 結(jié)束語

通過對此次汽輪機(jī)跳機(jī)故障的分析及處理，此次汽輪機(jī)跳機(jī)的主要原因?yàn)橹饔捅贸隹趥?cè)密封環(huán)間隙磨損超標(biāo)，進(jìn)而沿二級密封環(huán)進(jìn)入到離心飛錘的注油通道，同時危急遮斷器飛錘安裝位置相對靠前，飛錘與轉(zhuǎn)子的偏心距偏大，致使飛錘由于質(zhì)量增加后而引起的離心力增加，當(dāng)離心力大于彈簧壓緊力后，飛錘誤動作而停機(jī)。這一故障在汽輪機(jī)設(shè)備故障中較為少見，對于轉(zhuǎn)子有注油通道，并與主油泵出口密封環(huán)連通的同類型結(jié)構(gòu)汽輪機(jī)在出現(xiàn)無報(bào)警跳機(jī)時值得借鑒。

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作者簡介：王東（1981-），男，工程師，安徽理工大學(xué)畢業(yè)，就職于寧波鋼鐵有限公司能源環(huán)保部，目前從事動力機(jī)械設(shè)備管理工作。