某機(jī)組發(fā)電機(jī)軸頸頂起高度不足的分析與處理

楊永中 盧宏建

摘 要：本文針對(duì)9E聯(lián)合循環(huán)機(jī)組雙壓凝汽式汽輪機(jī)#4軸頸頂起高度不足， 分別就頂軸油母管出口單向閥卡澀引起進(jìn)油量不足；頂軸油母管出口調(diào)壓閥損壞；頂軸油母管出口至#4軸承之間的管路存在堵塞；頂軸油口油囊表面積不足，無法建立壓力；軸頸頂部與油擋間隙過小；#4瓦負(fù)荷分配過重；發(fā)電機(jī)風(fēng)擋間隙過小等原因進(jìn)行分析、排查。并采取頂軸油油囊拓寬等處理措施，避免了因軸頸高度頂起不足造成軸頸與軸瓦產(chǎn)生干摩擦和脫胎，保證了機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。為檢修專業(yè)技術(shù)人員處理同類問題提供參考.

關(guān)鍵詞： 軸頸；高度不足；原因分析；處理措施

中圖分類號(hào)：TK263.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

某公司現(xiàn)有一套PG9171E型燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，選用由上海汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的LZN55-5.6/0.65型雙壓、單軸、單缸、沖動(dòng)、凝汽式汽輪機(jī)，配套9A5型發(fā)電機(jī)。該機(jī)組2005年投入運(yùn)行。2014年03月，機(jī)組大修后，檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)生發(fā)電機(jī)#4軸頸頂起高度不足的異常事件。

1 設(shè)備概況及現(xiàn)象

本汽輪機(jī)為雙壓、單軸、單缸、沖動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)，通流部分由19級(jí)壓力級(jí)組成，轉(zhuǎn)子為整鍛轉(zhuǎn)子，裝有19級(jí)壓力級(jí)葉片。軸系共有四個(gè)軸承，分別為#1、#2、#3、#4軸承。機(jī)組軸系布置，如圖1所示。

本機(jī)組的頂軸油系統(tǒng)為母管制。頂軸油泵工作油取至機(jī)組輪滑油母管，輪滑油濾網(wǎng)后。兩臺(tái)頂軸油泵均為高壓柱塞油泵，一備一用。機(jī)組在盤車啟動(dòng)前，必須先打開頂軸油泵，高壓油（7.845-11.768Mpa）經(jīng)過頂軸油管路，由軸瓦端部進(jìn)油孔進(jìn)入橢圓形壓力油囊，即建立起壓力將軸頸頂離軸瓦（5-8s），消除兩者之間的干摩擦，同時(shí)大大降低盤車電機(jī)的啟動(dòng)力矩，減小盤車馬達(dá)的啟動(dòng)功率，便于盤車順利投入。機(jī)組#1、#2、#3、#4軸承均設(shè)有頂軸功能。

2014年03月，該機(jī)組大修后，頂軸油系統(tǒng)首次運(yùn)行。檢查測(cè)量#3軸承入口頂軸油壓力為6MPa，頂起高度為8s。同時(shí)檢查測(cè)量發(fā)現(xiàn)#4軸承入口頂軸油壓力為9.4-9.6Mpa，比#3軸明顯偏高。測(cè)量頂起高度為1s，頂起高度不足。根據(jù)上述現(xiàn)象，專業(yè)技術(shù)人員測(cè)量#4軸承頂軸油管道金屬表面溫度，其遠(yuǎn)低于滑油溫度，說明#4軸頸未抬起，頂軸油管道內(nèi)油流量較低。再次確認(rèn)#4軸頸頂起高度不足，這將導(dǎo)致軸頸與軸瓦之間產(chǎn)生干摩擦，嚴(yán)重影響機(jī)組的正常運(yùn)行。

圖1 機(jī)組軸系布置示意圖

2 原因分析

引起#4軸頸頂起高度不足原因可能存在有以下幾點(diǎn)：頂軸油母管出口單向閥卡澀引起進(jìn)油量不足；頂軸油母管出口調(diào)壓閥損壞；頂軸油母管出口至#4軸承之間的管路存在堵塞；頂軸油口油囊表面積不足，無法建立壓力；軸頸頂部與油擋間隙過小；#4瓦負(fù)荷分配過重；發(fā)電機(jī)風(fēng)擋間隙過小 。

針對(duì)以上幾種可能存在的原因，采用排除法來確定#4軸頸頂起高度不足的主要原因，按照由外部到內(nèi)部的檢查順序，具體實(shí)施如下：

2.1檢查系統(tǒng)外圍管路及附件

為檢驗(yàn)是否為頂軸油母管出口單向閥卡澀引起進(jìn)油量不足，停掉交流潤滑油泵和頂軸油泵，將#3、#4軸頂軸油母管出口單向閥從管路上拆除，肉眼觀察#4頂軸油母管出口單向閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)完好無卡澀現(xiàn)象發(fā)生，將#3、#4軸頂軸油母管出口單向閥對(duì)調(diào)，重新安裝回管路上，頂軸油系統(tǒng)運(yùn)行，軸頸頂起高度仍不足1s。排除#4軸頂軸油母管出口單向閥卡澀原因。

表一 對(duì)調(diào)#3、#4頂軸油母管出口單向閥，#4軸頸頂起高度

#3、#4頂軸油母管出口單向閥 頂軸油壓力/Mpa 頂起高度/mm

對(duì)調(diào)前 9.4 0.005

對(duì)調(diào)后 9.4 0.005

為檢驗(yàn)是否為頂軸油母管出口調(diào)壓閥損壞，將#4頂軸油母管出口單向閥后從管路上拆除，接上軟管與接油槽相通，頂軸油系統(tǒng)運(yùn)行，調(diào)整調(diào)壓閥壓力，管道中頂軸油流量正常，排除#4頂軸油母管出口調(diào)壓閥故障原因。

為檢驗(yàn)是否為頂軸油母管至#4軸承入口管道之間的管路存在堵塞引起頂起高度不足，用壓縮空氣反向吹掃管路，吹掃如圖一接頭之前的到頂軸油母管的管路，反復(fù)進(jìn)行幾次，均為發(fā)現(xiàn)管道中存在異物或雜質(zhì)，油路暢通。排除管路阻塞造成軸頸頂起高度不足原因。

圖2 接頭之后為#4軸承中與下瓦連接的管路 圖3 上瓦有輕度磨損現(xiàn)象

2.2 軸承內(nèi)部查找及分析

針對(duì)以上外圍系統(tǒng)的查找及分析，均未發(fā)現(xiàn)造成#4軸頸頂起高度不足的原因。由檢修專業(yè)技術(shù)人員對(duì)#4軸承解體檢查。用塞尺測(cè)量軸頸頂部與油擋間隙滿足廠家技術(shù)規(guī)范要求，不存在間隙偏小導(dǎo)致軸頸頂起高度不足。隨后，#4軸承進(jìn)行翻瓦檢查，翻出上瓦發(fā)現(xiàn)有輕度磨損，如圖3所示。翻出下瓦發(fā)現(xiàn)軸承轉(zhuǎn)出方向油楔有磨損鎢金堆積，且紫銅油囊邊緣有碰磨痕跡，如圖4、圖5所示，其頂軸油口與軸頸有碰磨痕跡，油囊不夠深、表面積不足，頂軸油口與軸頸接觸位置單位壓強(qiáng)偏小。據(jù)此分析，軸頸頂起高度不足，主要是由于頂軸油口油囊破損導(dǎo)致。

圖4 下瓦及油囊磨損情況 圖5 下瓦存在磨損出口油囊較淺

3 處理措施

針對(duì)上述原因，檢修專業(yè)技術(shù)人員，將頂軸油油囊軸向各拓寬0.5mm，油囊挖深10絲，并對(duì)頂軸油嘴紫銅修刮，修刮后情況如圖6所示。

圖6油囊和紫銅修刮后情況

隨后，對(duì)#4軸承修刮后做PT無損檢驗(yàn)。先用清洗劑清洗下瓦表面，噴涂滲透劑，保持10-15分鐘，除去多余的滲透劑，再用清洗劑清洗干凈。通過噴涂顯像劑的觀察，檢查確認(rèn)PT無損檢驗(yàn)合格。上瓦PT無損檢驗(yàn)情況如圖7所示，下瓦PT無損檢驗(yàn)情況如圖8所示。

圖7 上瓦PT無損檢驗(yàn)情況 圖8 下瓦PT無損檢驗(yàn)情況

回裝#4軸承，檢查頂軸油壓力7.8Mpa，測(cè)得#4軸承頂起高度5S，達(dá)到廠家規(guī)定要求。該機(jī)組#4軸頸頂起高度的不足的問題得以解決。

4 結(jié)束語

頂軸油系統(tǒng)在機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)過程中軸瓦起到重要的保護(hù)作用，它與汽輪機(jī)振動(dòng)、燒瓦等異常事故有著密切的聯(lián)系。通過本次對(duì)#4軸頸頂起高度的檢查、分析與處理，不僅使專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)一步熟悉了頂軸油系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備和結(jié)構(gòu)，也為今后分析處理類似缺陷打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，確保了機(jī)組的安全高效運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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