淺析余熱發(fā)電汽輪機(jī)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)

高博 辛庚嘉 劉文忠

摘要：汽輪機(jī)也稱(chēng)蒸汽透平發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種旋轉(zhuǎn)式蒸汽動(dòng)力裝置，高溫高壓蒸汽穿過(guò)固定噴嘴成為加速的氣流后噴射到葉片上，使裝有葉片排的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同時(shí)對(duì)外做功。在冶煉企業(yè)中，余熱鍋爐的投用和蒸汽產(chǎn)出，使得對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行余熱發(fā)電得以全面應(yīng)用。本次研究是汽輪機(jī)在余熱發(fā)電系統(tǒng)實(shí)踐應(yīng)用中開(kāi)展設(shè)備維護(hù)的一次技術(shù)探討。

關(guān)鍵詞：余熱發(fā)電;有色冶煉;汽輪機(jī);設(shè)備運(yùn)維

1、設(shè)備概述

設(shè)備名稱(chēng)：飽和蒸汽雙級(jí)單抽冷凝汽輪發(fā)電機(jī)組

設(shè)備型號(hào)：AFA4 G6a AFA66 GT6 德國(guó)KK&K

設(shè)備參數(shù)：Qmax=57t/h P1=5.0MPa;t1=飽和蒸汽Q=45t/h;P2=0.8MPa;t2=飽和蒸汽Q=45t/h發(fā)電主電機(jī)型號(hào)：LSA56BMBL13-4P電機(jī)功率：6960KW額定電流：502.3A頻率50HZ轉(zhuǎn)速1500rpm額定電壓10KV N=6621kW。

設(shè)備功能介紹：利用鍋爐余熱產(chǎn)生的飽和蒸汽（進(jìn)氣溫度：265℃，進(jìn)氣壓力：50bar）首先進(jìn)入高壓汽輪機(jī)，高壓側(cè)排氣進(jìn)入低壓汽輪機(jī)推動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)作功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電。設(shè)備能力：機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行提供6621Kw·h電量。

2、應(yīng)用工況

從余熱鍋爐的汽包中送來(lái)的壓力為5.4MPa、溫度為265℃、流量為50t/h的高溫高壓蒸汽，進(jìn)入透平汽輪機(jī)高壓部分（AFA4）的輸入端，使透平汽輪機(jī)以近6900rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)聯(lián)接在同一軸上的發(fā)電機(jī)以1500rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)電。從AFA4出來(lái)的背壓蒸汽（低壓蒸汽，0.8MPa）進(jìn)入兩個(gè)并聯(lián)的低壓透平汽輪機(jī)（AFA6）的輸入端，和高壓透平汽輪機(jī)（AFA4）一起，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。在滿負(fù)荷下，發(fā)電的功率是6621KW，電壓是10KV，并到工廠的二次側(cè)。從低壓透平汽輪機(jī)（AFA6）出來(lái)的低壓蒸汽（-0.05MPa），進(jìn)入冷凝器，在冷凝器內(nèi)，用循環(huán)水進(jìn)行冷卻降溫，變成冷凝水;然后用二級(jí)抽汽器的低壓蒸汽進(jìn)行加熱，再送回到除氧器去循環(huán)使用。

3.設(shè)備構(gòu)造與主要部件功能

汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)主要由高低壓側(cè)汽輪機(jī)蝸殼、齒輪箱、轉(zhuǎn)子、潤(rùn)滑系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)組成。

高低壓測(cè)汽輪機(jī)蝸殼：是汽輪機(jī)的外殼。作用是將汽輪機(jī)通流部分與大氣隔開(kāi)，并在內(nèi)部支撐隔板、導(dǎo)流器、噴嘴等部件。

噴嘴：高壓側(cè)為焊接一體噴嘴、低壓側(cè)為分體噴嘴，由噴嘴環(huán)、靜葉片組成。把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成動(dòng)能，使蒸汽膨脹降壓，增加流速，按一定的角度噴射出來(lái)推動(dòng)葉片而做功，為增大蒸汽效率，采用雙級(jí)作功，蒸汽在高壓側(cè)做完功輸送到低壓側(cè)作功，大大增加蒸汽的作功效率。

調(diào)節(jié)閥：電子調(diào)速器向閥門(mén)協(xié)調(diào)裝置的入口發(fā)出一個(gè)電調(diào)節(jié)信號(hào)（4-20mA），出口根據(jù)控制閥的定位系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行操作。按比例調(diào)節(jié)伺服發(fā)動(dòng)機(jī)的起落調(diào)節(jié)信號(hào)，即控制蒸汽的進(jìn)氣量。其高壓側(cè)由一個(gè)緊急切斷閥、三個(gè)調(diào)節(jié)閥組成，低壓側(cè)由兩個(gè)緊急切斷閥、兩個(gè)調(diào)節(jié)閥組成，每個(gè)調(diào)節(jié)閥由閥門(mén)、執(zhí)行器、控制器組成。

齒輪箱：將蒸汽作用在動(dòng)葉片上的力矩，通過(guò)葉輪、主軸匯集起來(lái)，并由聯(lián)軸器傳遞給發(fā)電機(jī)。內(nèi)置式單級(jí)齒輪箱，齒輪為單排斜齒設(shè)計(jì)，軸承采用強(qiáng)力潤(rùn)滑滑套軸承。低壓側(cè)齒輪箱兩個(gè)平行的齒輪軸和一個(gè)輸入大齒輪軸。轉(zhuǎn)子包括葉輪和主軸，主軸由2個(gè)滑套式軸承支承，前端軸承采用徑向支撐，后端軸承采用徑向和止推支撐，懸臂式設(shè)計(jì)，葉輪為單排葉片排列。

4、設(shè)備典型故障與運(yùn)行維護(hù)

4.1軸瓦檢查維護(hù)

拆除軸瓦上蓋固定螺栓，使用拔銷(xiāo)器取出2個(gè)定位銷(xiāo)，在軸瓦蓋左右兩側(cè)安裝2只導(dǎo)向桿，使用頂絲先慢慢頂起上蓋，待有效分離后使用手拉葫蘆吊出上蓋; 將上軸瓦取出后，將百分表架在主軸上，用手拉葫蘆將主軸向上吊起0.10mm，將軸承下瓦旋出，將軸瓦平整放在地面上，防止磕碰。

檢查軸瓦推力面及可傾瓦塊是否存在磨損、瓦塊的活動(dòng)量是否靈活，如有卡澀現(xiàn)象需拆除瓦塊背部固定螺栓檢查問(wèn)題并處理。清洗軸瓦及軸承箱各中分面。注意事項(xiàng)：

a.上蓋吊裝時(shí)一定要關(guān)注上軸瓦情況，有時(shí)上軸瓦會(huì)隨上蓋一起吊出，吊起5CM左右進(jìn)行查看，確認(rèn)后在進(jìn)行整體吊出。

b.避免軸瓦被帶出后發(fā)現(xiàn)不及時(shí)造成脫落損壞備件;

c.取拿軸瓦時(shí)一定要做好原始位置拍照確認(rèn)，確認(rèn)上軸瓦瓦背旋轉(zhuǎn)方向箭頭指示與軸瓦鋼印標(biāo)記位置;

d.避免軸瓦被帶出后發(fā)現(xiàn)不及時(shí)造成脫落損壞備件;

e.確認(rèn)軸瓦可傾瓦塊無(wú)積碳、劃傷、磨損等情況，使用金屬清洗劑對(duì)表面進(jìn)行清潔處理，檢查各安裝標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng);

f.發(fā)現(xiàn)磨損情況嚴(yán)重時(shí)需整體更換新軸瓦。

恢復(fù)安裝時(shí)，安裝下瓦前將部分潤(rùn)滑油倒在主軸上，將主軸用手拉葫蘆吊起0.10mm，將下軸瓦裝入軸承箱，注意安裝方向，調(diào)整下瓦位置，安裝上軸瓦，將上軸瓦定位銷(xiāo)位置確認(rèn)朝向正上方。在軸承箱中分面涂抹密封膠，安裝軸承箱上端蓋及位移探頭端蓋。整個(gè)裝配過(guò)程一定要保持整潔，安裝前涂抹適量潤(rùn)滑油，注意軸瓦安裝方向標(biāo)記一致，防止安裝錯(cuò)誤，儀表恢復(fù)：注意溫度、振動(dòng)、位移探頭，不要磕碰。

4.2軸封的優(yōu)化維護(hù)

機(jī)器大修期間，均發(fā)現(xiàn)低壓側(cè)轉(zhuǎn)子軸密封處有磨損跡象，此現(xiàn)象為蒸汽溫度低時(shí)，水進(jìn)入到碳環(huán)密封于軸之間，長(zhǎng)期膨脹收縮產(chǎn)生的，長(zhǎng)期下去會(huì)影響機(jī)器正常運(yùn)行，并使蒸汽產(chǎn)生泄漏（有可能泄漏進(jìn)齒輪箱）。

如對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行修復(fù)，首先要將機(jī)器整個(gè)解體，將低壓側(cè)兩根轉(zhuǎn)子抽出，拉到具備轉(zhuǎn)子修復(fù)能力的工廠進(jìn)行修復(fù)，工作量大，需要時(shí)間長(zhǎng)（估計(jì)至少要7-10天），其次修復(fù)的效果未知，不知是否可以達(dá)到修復(fù)前的狀態(tài)，三是即使修復(fù)后也不敢保證再不磨損，經(jīng)多方評(píng)估，計(jì)劃通過(guò)更改密封形式來(lái)解決轉(zhuǎn)子密封處磨損的問(wèn)題。

a.首先準(zhǔn)備機(jī)械密封備件2套，使用伯格曼或約翰克蘭的機(jī)械式密封;

b.透平機(jī)要在停機(jī)狀態(tài)4-5天;

c.工作量：將低壓側(cè)兩個(gè)出口管道拆除，兩個(gè)葉輪拆下，油管路拆除，渦殼拆除;

d.在低壓側(cè)兩密封處鉆孔每根4個(gè)，用來(lái)安裝機(jī)械密封即可，無(wú)需對(duì)轉(zhuǎn)子做動(dòng)力平衡;

總結(jié)與展望：

冶煉企業(yè)中的汽輪機(jī)主輔設(shè)備和熱力系統(tǒng)的日常運(yùn)行的維護(hù)操作和管理，直接關(guān)系到汽輪發(fā)電機(jī)組能否連續(xù)滿發(fā)、穩(wěn)發(fā)額定的電量供應(yīng)電網(wǎng)。在日常設(shè)備管理中，應(yīng)引入核心設(shè)備分級(jí)管理機(jī)制，做好日常巡查和周期設(shè)備運(yùn)維，建立設(shè)備、系統(tǒng)故障隱患分析制度，在關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點(diǎn)，應(yīng)勇于汲取技術(shù)革新經(jīng)驗(yàn)，依據(jù)實(shí)際工況，提升設(shè)備運(yùn)維水準(zhǔn)，綜合設(shè)備專(zhuān)業(yè)與工藝實(shí)際，確保總體管理水平與運(yùn)行安全。

參考文獻(xiàn)

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