火電廠330MW機組推力瓦溫高原因分析及處理探討

王琦，朱蒙

（河北建投宣化熱電有限責任公司，河北 張家口 075100）

0 引言

推力瓦溫高超出報警閾值，為了滿足負荷運行的基本要求，就要建構完整的控制機制，維持綜合應用效率，從而實現火電廠綜合管理的目標。在全面分析火電廠330MW機組推力瓦溫高問題產生原因的過程中可知，盡管其主要原因是高壓噴嘴的改造造成的，但是也不能忽略其他因素產生的影響，要落實全過程原因分析，并且結合其實際應用控制標準維持處理方案的規范性。

1 案例分析

某汽輪機廠設計制造的機組配合可調控汽凝汽式汽輪機，推理承軸本身為活支可傾瓦塊型，機組計劃性級檢修在2019年6月開始，并且在8月末完成第一次并網分析，發現并網后帶負荷階段存在汽輪機推力瓦溫度較高的問題[1]。

在機組檢修工作結束后，相關操作人員啟動了設備，沖轉調到3000rpm后，火電廠330MW機組各項指標均正常，而在第二天凌晨，機組并網帶負荷運行中，設備的軸向位移開始逐漸增大，匹配的推力瓦瓦塊溫度也在升高，機組帶負荷經過一天運行后達到107MW，整體軸向位移參數變化非常明顯，選取推力瓦工作瓦塊為#2、#3、#4，溫度分別達到81.5℃、97℃以及98℃，其他運行瓦塊正常，且對應的溫度均在70℃以下。第二次運行處理中，機組帶負荷調節到150MW，此時，軸向位移最大的偏移距離已經達到0.57mm，對應的#2、#3、#4工作推力瓦溫度達到95℃、98℃以及99℃。此時，相關技術部門利用集控調整的方式，對瓦塊整體結構予以處理，溫度并沒有明顯的下降，基于此，采取推力瓦溫度保護指令解除的操作控制，維持超保護試驗效果。在對應操作試驗結束后，負荷低于150MW，技術部門也實現了熱控保護的重啟。最后，在完成潤滑油、解體推力瓦等工作后，推力瓦處理工作正式結束，重新啟動帶負荷操作時軸向位移實現了重新定位，主要是將基準點設置為后靠死推力瓦工作面，設置為零位。配合高壓進氣調閥順序的調控，也實現了推力瓦受力的重組和控制，在負荷升高后，相應的推力瓦溫度升高頻率有所降低，受力比較均勻，且對應的推力瓦工作面溫度均低于報警數值。

2 火電廠330MW機組推力瓦溫高原因分析

2.1 機組帶負荷運轉受到軸向推力

主要是結合推力瓦溫度驟升的情況判定，機組在帶負荷運行過程中，轉子結構的運行趨勢不穩定，且發電機側軸向推力對其產生了嚴重的影響，技術部門在對設備檢修記錄進行查閱后發現，設備的高壓噴嘴不久前進行了改造處理[2]。在檢修操作前，專家組對相關設備予以性能分析測驗，依據測驗獲得的結果可知，火電廠330MW機組自身的調節級涌流面積要遠遠高于最佳經濟工況的面積數值，噴嘴組的實際出口面積整體設計裕度數值也較大，因此，就造成調節級實際的應用效率和工況較差，必然會造成高壓調節閥節流損失問題，且整體高壓缸的實際應用效能不滿足實際標準。相關專家建議火電廠對噴嘴組予以改裝處理，以保證能從根本上減少噴嘴的流通面積，避免調節閥節流不匹配的問題，為調節級應用效率的全面提高提供保障[3]。火電廠制定了相關的改造方案，縮小噴嘴組的流通面積，主要是借助降低噴嘴葉柵高度的方式，并且減少導葉型線的安裝角，使導葉出口面積的適當縮減，以保證能有效提升調節級應用的效果，維持較好的速比參數。這種處理方式同時也提升了整個機組運行的穩定性，但是，卻造成了此次火電廠330MW機組推力瓦溫高異常的問題，究其原因，主要分為以下兩點：（1）轉子在發電機側軸向推力的作用下，出現了異常運行的趨勢，并且由于推力較大，使得其正常規劃運行效果嚴重偏離。機組在帶負荷運行過程中，軸向力會隨著機組負荷參數的增加，逐漸出現軸向位移的變化，甚至超出0.70mm。而在進行推力瓦第二次解體檢驗檢查分析后客戶，機務和熱控配合效果使得軸向位移死點問題更加突出。與此同時，技術部門在推力瓦組裝結束后，保證軸承箱蓋扣全箱的狀態下，利用千斤頂對其進行工作面零位確定，發現機組帶負荷達到330MW后，軸向位移發生了明顯的移動，這就更加證明是因為軸向推力造成負荷的增大，使得推力瓦的溫度升高。（2）在維修處理后，轉子軸向推力是由于高壓噴嘴改造處理造成的，主要是因為設備中高壓缸流通模式本身就是反向布置，因此，在高壓經過噴嘴位置后轉子就會形成對機頭的反向推力，相應地，這種設計方式能維持平衡機組運行推力，但是在改造后降低了噴嘴葉柵的高度就會減少進氣量，相應的作用力降低也會隨之減少反向推力的水準。推力瓦承受的負荷增大后，負荷數值越高推力瓦的瓦溫也會增大。

2.2 其他因素

一方面，在技術部門全面分析設備運行狀態和參數情況的過程中，應用敲擊的方式改善推力瓦蓋自位情況，主要是借助不斷敲擊的方式分析推力瓦工作時瓦的溫度，發現#2、#3、#4的溫度有所降低，然而，在符合參數增加后，其他相關瓦塊的溫度也會升高。并且，在檢測過程中發現解體推力瓦結束后，推力瓦球面接觸不良，下半球面直徑150mm的范圍內并沒有接觸銹蝕的痕跡，沒有滿足接觸面在每cm2上有接觸點的面積達到球面的75%的要求，這就使得推力瓦的實際測量結果顯示接觸不到位，自位能力相對較差[4]。另一方面，相關技術人員對機組進行測試后發現，沒有進行推力瓦二次解體操作前，機組的基礎負荷為200MW到240MW，此時運行過程中瓦塊的溫度差距較大，工作瓦塊的工作面存在溫度不均勻的情況，其中多數瓦塊的溫度均在70℃以上。然后進行解體操作，技術人員在進行推力瓦檢查后發現，不同程度的磨損情況是評估接觸面積、平板研磨狀態的基本參數。測量結果可知，檢查各個瓦塊進油口的倒角并不是非常明確，寬度較小，使得瓦塊的進油效果較差。綜上所述，正是由于高壓噴嘴的改造使得火電廠330MW機組推力瓦的溫度出現了驟升的趨勢[5]。

3 火電廠330MW機組推力瓦溫高處理措施

3.1 完善解體推力瓦操作方案

（1）技術部門要對推力瓦的球面間隙予以集中處理，著重對其尺寸和結構狀態予以調控，并且在瓦枕的位置有效完成墊高處理，兩側添加墊子，高度為0.07mm，以保證球面間隙能調控在0到0.05mm之間，有效維持整體結構的應用效果，確保推力瓦球面自位能力能符合實際應用環境的要求，提升作用力的均衡性。（2）要對瓦塊予以修正，保證瓦塊和平板接觸面積能達到75%以上，并且維持組裝后盤動轉子的規范效果，技術部門要結合推力瓦和推力盤的接觸效果對推力瓦塊予以修整，維持均勻接觸效果后確保綜合應用價值符合預期[6]。（3）要更換厚度較小的推力瓦塊，并且確保瓦塊的厚度差能在0.02mm以下。（4）為了保證修整處理工作的規范性，要對瓦塊的進油囊予以處理，增加各個瓦塊進油量，維持瓦塊冷卻效果的時效價值。與此同時，要對應用流程和工序予以關注，確保元件匹配度和應用水平都能貼合火電廠330MW機組推力瓦綜合應用規范標準。（5）操作人員要確保球面和瓦殼研磨的合理性，及時修整卡口位置和高點問題，從而提升瓦球面接觸效果，強化球面自位水平[7]。

3.2 調控運行模式

結合火電廠330MW機組推力瓦運行過程和運行經驗可知，要依據平衡軸向推力的要求調控閥序，并且在調控的過程中及時監督溫度的均衡性，有效維持受力均勻。在整個設備應用管理的后期，要對噴嘴室壓力檢測過程予以關注，判定軸向推力的變化量并詳細記錄數據，從而全面解決軸向推力的問題。

在分析了轉子向發電機側軸向推力因為高壓噴嘴改良產生的原因后，可以適當調控帶負荷處理過程，正是由于火電廠330MW機組改造方案的不成熟造成高壓噴嘴改良的隱患影響轉子向發動機側軸向推力，使得推力瓦溫高超標，因此，只能在下一次大修揭缸噴嘴室完成返廠處理操作，保證負荷運行環境和相關參數的規范性，維持應用效果，并且確保各個瓦塊溫度的均衡性，每片瓦塊的平均溫度能被控制在預警溫度范圍內，從而更好地滿足預期檢修效果。

4 結語

總而言之，要秉持精細化研究原則，維持檢修流程和操作的規范性，在全面分析火電廠330MW機組推力瓦溫高原因的基礎上，要結合實際情況在維持設備應用環境和運行狀態的同時，確保能解決相關問題，從而維持火電廠330MW機組推力瓦運行的穩定性，有效減少安全隱患。