15 MW發電機組透平大修中發現的問題分析及處理

張宏東

（中國石油寧夏石化公司安檢公司，寧夏銀川 750026）

15 MW發電機組透平大修中發現的問題分析及處理

張宏東

（中國石油寧夏石化公司安檢公司，寧夏銀川 750026）

本文就15 MW發電機組透平大修中發現的問題進行了分析，提出了解決的方法及處理措施，為機組長周期安全平穩運行積累了經驗。

轉子；汽封；同心度；對中

寧夏石化煉油廠煉油動力站為500×104t/a煉油項目開工鍋爐和蒸汽發電單元，新增兩臺75 t/h燃油燃氣鍋爐，正常生產時熱備一臺，一臺停運，在裝置開停車時，兩臺75 t/h鍋爐同時運行。75 t/h燃油燃氣鍋爐產生中壓蒸汽（3.82 MPa（G）、450℃）接至動力站原蒸汽系統母管上。一臺150t/h除氧器和配套的爐內加藥裝置、排污擴容器、取樣設施，在動力站增設一燃料油站，設兩臺400 m3燃料油儲罐和開工初期用柴油儲罐20 m3。并將原一臺35 t/h燃氣鍋爐的燃燒器改為燃油燃氣燃燒器，增配燃油系統；新增一臺15 MW汽輪發電機組及相應的配套設施。自系統來的3.5 MPa中壓蒸汽進入新增的15 MW抽凝式汽輪發電機組做功發電，1.0 MPa蒸汽由汽輪機的抽汽口抽出，進入系統管網供全廠用汽，根據總體院2009年11月7日提供的全廠蒸汽動力平衡，此機組冬季、夏季兩種工況下抽汽量為0 t/h，凝汽量為75 t/h。

動力站15 MW發電機組汽輪機為抽汽凝氣式汽輪器，額定輸出功率15 MW，由3.430 4 MPa，400℃的中壓過熱蒸汽驅動，排氣壓力0.007 304 MPa，額定轉速 3 000 r/min，臨界轉速1 583 r/min。2017年7月大修前機組運行基本正常，負荷可達12 MW左右。機組2#瓦振值偏高，其他運行參數基本正常。存在高調門開度41%時有卡澀延遲，TE4100A、溫線信號故障，主推力瓦TE4200A、TE4200D溫度高[1]。

1 存在的問題

（1）該汽輪機在運行過程中主推力瓦TE4200A、TE4200D溫度高，主推力瓦拆檢后發現A、D瓦塊有明顯磨損痕跡（見圖1），主推力瓦整體接觸良好，回油處有輕微磨損痕跡。

圖1 A、D磨損痕跡

（2）轉子銹蝕嚴重，造成汽輪機損耗嚴重，效率降低（見圖2）。

（3）汽封間隙超標，造成能量損耗（見圖3）。

（4）對中偏差，造成2#徑向軸承振值偏高。

聯軸節對中數據（見圖4）。實際測量值：（從G往ST看，表架在ST打G）。

圖2

圖3

圖4 聯軸節對中數據

2 原因分析

（1）轉子銹蝕嚴重，葉片上的結垢對氣流產生很大的阻力，造成汽輪機損耗嚴重，效率降低；同時，葉片上不均勻的結垢和銹蝕破壞了轉子的動平衡，造成機組振動增大。級間汽封銹蝕嚴重徑向間隙過大，泄漏量增大造成背壓側壓力過大引起轉子軸向推力過大，造成推力軸承溫度升高。

（2）經測量轉子與缸體同心度偏差過大，轉子偏上表值0.80 mm，偏南表值0.96 mm，實測值（見圖5）。

圖5 實測值

圖6 實測值

（3）檢查推力瓦有磨損痕跡且油楔太小，判斷推力瓦進油不暢，油膜形成不好，造成推力瓦溫度升高。

（4）汽輪機轉子與發電機轉子同軸度偏差大，造成振動過大。汽輪機轉子偏南表值0.64 mm，汽輪機轉子高 0.48 mm，實測值（見圖6）。

3 處理措施

（1）先對轉子進行除銹，然后外圍做噴砂處理，以填補轉子上的凹坑，最后對轉子做動平衡實驗校核。

（2）由于汽封銹蝕嚴重，且四至九級隔板也因銹蝕無法取出。經公司提出拆卸方案，并經檢修、機動、車間三方通過后采取破壞法用切割機將汽封從中間徑向切槽然后取出。其他各級隔板的汽封以同樣的方法進行切割拆除。更換新汽封，做完著色探傷，然后將所有隔板回裝到缸體內，將轉子落回缸體，用塞尺測量汽封徑向間隙并做記錄，經測量后發現轉子相對缸體整體向南偏移0.50 mm左右，與缸體同心度測量基本相符。

（3）由于軸封處無法測量缸體同心度，即采用中壓噴汽室位置直口平面處作基準對缸體與轉子進行同心度測量。然后根據測得的同心度數據對轉子位置進行調整，使轉子與缸體同心度偏差減小。此軸瓦的瓦枕有三塊可調整墊鐵，左右兩側的墊鐵與水平中心線呈a=20°對稱分布（見圖7）。

圖7 對稱方向

調整方法為：通過對軸瓦瓦枕的三塊可調整墊鐵加減墊進行調整使轉子發生左右和上下位移。

根據前面測得轉子與缸體的同心度數據，需要將透平轉子下調表值0.80 mm，偏北表值0.96 mm，考慮到兩側的軸封的配合間隙，決定對透平轉子向下調表值0.60 mm，向北調表值0.60 mm。

①在高低方向（見圖8），需要對瓦枕下調整墊鐵減墊b=0.30 mm，對瓦枕兩側調整墊鐵減墊厚度計算如下：

②在南北方向（見圖9），需要對瓦枕北側調整墊鐵減墊d mm，對瓦枕南側調整墊鐵加墊d mm，厚度計算如下：

即瓦枕北側調整墊鐵減墊0.28 mm，瓦枕南側調整墊鐵加墊0.28 mm。

圖8 高低方向

圖9 南北方向

綜上所述，對瓦枕下調整墊鐵減墊0.30 mm，對瓦枕北側調整墊鐵減墊0.38 mm，瓦枕南側調整墊鐵加墊0.18 mm。調整完后復測同心度數據（見圖10）。

圖10 調整后復測同心度數據圖

將轉子與缸體同心度調整完畢后再次用塞尺測量下缸體各級汽封徑向間隙并做記錄，然后將轉子吊出放到轉子專用支架上，對各級汽封間隙偏小的地方進行修刮。在測量上下缸體汽封間隙時用貼膠布的方法，在上缸體和下缸體所有汽封上分左右和底部三處各貼兩層膠布（醫用膠布每層厚度為0.25 mm）。再將轉子吊入下缸體，并在前后徑向軸瓦上澆上潤滑油，在轉子軸上各級汽封的位置涂抹上紅丹粉，然后按正常運轉方向盤動轉子一周，吊出轉子，檢查下缸體各級汽封上的膠布的接觸情況，根據膠布上的壓痕深淺判斷下缸體汽封各處的間隙值，對各級汽封間隙偏小的地方進行修刮，重復進行上述步驟直至下缸各汽封間隙達到要求為止；下缸體間隙修刮合格后再將轉子吊回缸體，然后將上缸體扣到下缸體上，四周均勻的緊上八條螺栓，用塞尺檢查中封面的貼合情況以0.05 mm塞尺塞不進去為合格，盤動轉子一周，然后拆除上缸體，檢查上缸體各級汽封上膠布的接觸情況，判斷上缸體的汽封間隙并進行修刮，重復進行上述步驟直至下缸各汽封間隙達到要求為止。

（4）對主推力瓦進行增大油楔處理，增加進油量，保證充分潤滑，刮研泄油面保證泄油暢通。

（5）對中找正，消除透平與發電機同軸度偏差。通過打表測量，對發電機軸承箱進行了相應調整，最終調整結果（見圖11）。實際測量值：（從G往ST看，表架在ST打G）。

圖11 調整結果圖

4 結語

15 MW發電機組是利用廢熱鍋爐的余熱蒸汽來驅動汽輪機做功發電，是一種節能型設備，此設備的正常運行一方面可以消耗多余的蒸汽不至于浪費，另一方面發電機組發的電可以并入電網為本廠的其他用電設備提供電源，為企業節約能源消耗。通過此次大修，有效地發現和解決了該設備存在的一些問題，為該機組的“安、穩、長、滿、優”運行打下了基礎。

［1］《火力發電職業技能培訓教材》編委會編.汽輪機設備檢修［M］.北京：中國電力出版社，2005.

TE967

A

1673-5285（2017）12-0134-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.12.033

2017－11-23