60 MW汽輪機檢修技術應用與實踐

劉　祿,楊繼銳

1　設備概況

邯鋼熱電廠發電機組汽輪機為哈爾濱汽輪機廠有限責任公司生產制造的60 MW沖動式、高溫、高壓、單缸、調整抽汽、凝汽式汽輪機。機組型號為CC50/N60-8.83/2.17/0.98型，低壓末級動葉片高度為660 mm,末級動葉片環型排汽面積為4.14 m2。機組采用透平油共用油源數字式電液控制系統DEH，ETS快速跳閘系統，TSI安全保護系統，是目前國內較為先進成熟和安全可靠的配置。汽輪發電機組配套的發電機型號為QF—60—2，發電機由哈爾濱哈電實業開發總公司制造。

2　汽輪機葉片檢修工藝

2.1　汽輪機轉子末三級葉片滲透探傷

用清水和干凈的棉布把轉子后三級葉片擦拭干凈，待轉子葉片晾干后，用清洗劑清洗轉子葉片表面；然后用滲透劑噴涂轉子葉片表面和葉根部，保持濕潤約5～10 min，用干凈的棉抹布擦去工件表面多余的滲透劑，用清洗劑清洗或用水清洗，表面自然涼干后噴涂顯像劑。顯像劑在使用前上下晃動充分搖勻后，噴涂在葉片表面，噴涂長度150～300 mm,發現有兩片末級葉片顯紫紅色的線條，線條顯示的位置即末級葉片的裂紋。

2.2　葉片裂紋的處理方法

用清洗劑清洗轉子葉片裂紋表面，等表面干燥后，用內圓磨頭的拋光機打磨裂紋，使裂紋處用光滑的流面過度，消除了裂紋處因轉子旋轉和氣流沖擊產生的交變應力，防止在運行中發生葉片斷裂事故。

3　汽輪機高、中壓缸連接螺栓的硬度檢測

3.1　檢測方法

用打磨機在汽輪機汽缸連接螺柱中間打磨寬約10 mm，長約30 mm弧面（顯出金屬顏色），然后用TH160里氏硬度計（探頭型號：D，,沖擊方向：垂直軸面）在弧面上測試三個點，取三點的平均值即為該螺栓的硬度值，以此判斷連接螺柱強度能否滿足使用要求。對連接螺柱逐個進行硬度檢查，發現了5條不合格螺柱，按照不合格螺栓的型號、規格及數量做好記錄，為機組建立完整的檢修技術檔案，檢測數據如表1所示。

表1　高壓缸連接螺栓硬度值

3.2　汽缸連接螺柱硬度值不合格的處理方法

按照不合格螺柱的規格型號，更換廠家生產的汽缸連接螺柱；在安裝新螺柱前要逐個進行硬度檢測，確保新螺柱的性能參數滿足使用要求；對安裝新螺柱汽缸結合面的位置處做好標記。檢修結束后扣缸，熱緊汽缸連接螺柱，熱緊時注意緊力，運行后檢查新螺柱連接處汽缸沒有漏氣現象。

4　高壓缸下半相對轉子中心偏左及處理方法（從機頭方向看）

4.1　汽機轉子中心與隔板汽封中心測量

把汽機轉子吊出后，在前后軸承螺栓孔處固定支架，以前后軸承座洼窩中心點為基準，拉φ=0.5 mm的鋼絲。以鋼絲為基準點，用內徑千分尺，測量隔板汽封體中心；從前油檔洼窩、前內軸封、高壓軸封、2-17級隔板、后油檔洼窩逐級測量，發現高壓內軸封、高壓前軸封、第2級、第3級、第4級、第5級、第7級，第15級隔板汽封體中心左偏（測量數據如表2所示），左偏量均超過2 mm以上，通過數據分析，認為汽缸和隔板發生了向左偏移。

表2　隔板調整前后汽封體中心的距離　mm

4.2　汽缸和隔板向左偏的處理方法

經過多方反復論證，最終拿出處理方案，偏差值大于2 mm以上的，通過調整隔板來消除偏差量；偏差值小于2 mm的，通過調整汽封塊來調整阻汽間隙，消除偏差量。通過調整隔板的位置和汽封片的位置，再次測量調整后的汽封體中心，偏差量均在2 mm以內，達到檢修的技術要求。

5　調節系統靜態特性不良原因分析與故障處理

5.1　調節系統靜態特性不良原因分析

調節系統工作不穩定，常和調節系統遲緩率過大有關，遲緩率過大是造成調節系統擺動的普遍原因，在調節系統的組成機構中，由于摩擦、間隙、過封度等因素的影響，信號的傳遞都存在著遲緩的現象。傳動放大機構與配氣機構的遲緩率過大，通常是由于調節部件連桿接頭的卡澀，間隙過大，滑閥過封度過大等原因造成的。

5.2　調節系統靜態特性不良的處理方法

通過對調速系統容易磨損的零件進行更換，調整凸輪與傳動接頭的間隙，凸輪與傳動接頭的間隙由原來的8 mm調整為3 mm。4個調速汽門預啟閥與閥座之間在高速汽流的沖擊下發生碰撞摩擦，導致預啟閥和調閥的閥芯結合面嚴重磨損，預啟閥的行程達27 mm，嚴重影響調速系統的穩定性；整體更換四個調速汽門，調整預啟閥的行程為設計要求的8 mm。取出高壓油動機滑閥的閥芯，封住滑閥上端蓋，啟動高壓油泵，用2.0 MPa的油壓沖洗油動機腔室約20 min；然后停止高壓油泵，回裝高壓油動機滑閥。通過以上處理方法，徹底解決了機組調節系統靜態特性不良和甩負荷的難題。

6　汽機三段抽汽旋轉隔板卡澀原因分析與故障處理

6.1　汽機三段抽汽旋轉隔板卡澀原因分析

該機組在第一次揭缸大修時，揭缸后發現三段抽汽旋轉隔板傳動處斷裂，決定更換廠家新制作的旋轉隔板，安裝到位后，施加外力旋轉，轉動正常。然后安裝隔板套，扣缸檢修結束。接著對機組進行冷態拉閥實驗，調速汽門和三段抽汽旋轉隔板動作正常。汽機在50 MW負荷極熱態狀態運行時，汽機上缸調節級內壁溫度顯示為450℃,汽機各部件處于完全自由膨脹的狀態。根據生產需要，汽機進行帶抽汽運行，當505發出投入抽汽的指令后，發現三段抽汽旋轉隔板不動作，隨即切除指令。當汽機打閘停機后，在極熱態狀況下做拉法實驗，調速汽門動作正常，三段抽汽旋轉隔板不動；當機組在冷態時再次拉閥，調速汽門和三段抽汽旋轉隔板動作正常，說明機組在極熱態時三段抽汽旋轉隔板與隔板套之間發生了卡澀。

根據安裝新隔板前測量的數據分析對比，隔板尺寸參數符合要求，故排除了隔板尺寸差異導致卡澀的原因；經過反復論證，認為是新旋轉隔板的材質和原旋轉隔板材質不一樣，兩種材質在受熱時的膨脹系數不同，新隔板在受熱時發生的軸向和徑向膨脹量大于旋轉隔板與隔板套之間的間隙，使旋轉隔板與隔板套之間發生“卡死”現象；二者之間的摩擦力遠遠大于中壓油動機驅動旋轉隔板時的動作力矩，導致旋轉隔板不能在極熱態狀況下正常動作，使機組不能投抽汽運行。

6.2　汽機三段抽汽旋轉隔板卡澀處理方法

拆下隔板后，決定對隔板進行車削加工，消除隔板在極熱態工況時發生的軸向和徑向膨脹量，使旋轉隔板與隔板套之間不發生“卡死”現象。隔板外圓以圓面最高點為基準，車削2 mm；隔板排汽側上磨床找平，進汽側端面車削1.5 mm；在隔板轉軸處以內圓最低點找平，最大車削直徑量為0.3 mm。機組在50 MW負荷極熱態狀態運行時，汽機進行帶抽汽運行，三段抽汽隔板再沒有發生“卡死”現象，解決了汽機不能投抽汽運行的難題。

7　結束語

汽輪機檢修質量的高低，影響機組的安全穩定運行。在檢修過程當中，對機組存在的特殊問題進行充分論證，科學系統查找分析原因，制定合適的檢修方案，會使檢修效果事半功倍。本次檢修利用特殊的檢修工藝，處理了汽機不常見的難題，有些問題的檢修工藝對國內同類型機組的檢修有參考意義。

【參 考 文 獻】

[1]袁明．汽輪機[M]．北京:化學工業出版社，2016-01-01.

[2]王新軍．汽輪機原理[M]．西安:西安交通大學出版社，2014-02.

[3]高澍芃．汽輪機設備檢修技術問答[M]．北京:中國電力出版社，2004-12.