電廠汽輪機組安裝調試問題與完善措施分析

張聰，劉永平，鄭少恒

中國電建集團河北工程有限公司，河北石家莊，050000

0 引言

在電廠的生產中，汽輪機是十分重要的一環，為了保證設備的正常使用，必須進行科學的安裝與調試。同時，其在運行過程中也會出現一系列的問題，盡管汽輪機的結構復雜、體積大、重量大，但由于其技術先進與精度較高，所以在電廠中得到了廣泛的應用。對于此類復雜的機組，要想使其正常使用，就必須做好相應的安裝工作，確保其安裝質量[1]。

1 汽輪機組安裝調試步驟分析

1.1 臺板以及墊鐵的安裝調試

在安裝時，平墊鐵必須以汽輪機以及墊鐵洼窩的高度展開工作，在完成安裝和調試后，需要根據揚度來確定標高。之后，相關工作人員需在安裝時設置隔板，以確保汽輪機在安裝時不會碰到其他物體。此外，在底板上方要安裝吊臺，并使用錨桿以確保穩定，其調整要與相關規范相結合，以確保在安裝時滿足規范要求。

1.2 低壓缸外缸的安裝調試

將補償節放置在固定的位置，用吊架等工具將汽管放置在喉部，隨后，將低壓外圓柱體組裝，然后將中間部分和設備放在平臺上，等分配完畢，再進行安裝。在進行端部調節時，應保證端部的橫向偏差不大于0.05mm，螺釘要緊固，支撐支腿和工作臺板之間的間隙不得大于0.05mm，接觸面不得大于70%，中間點應處于關閉狀態。在完成后，要將其密封起來，并且要將各個部件連接起來[2]。

1.3 前箱和中箱的安裝調試

在進行設備安裝前，應按先后順序將前、中兩個水平平面置于支撐體上，并與紅丹一起填充，其接觸表面的空隙應在0.05mm以下。接下來，工作人員要用底座和其他工具將滑塊固定住，而后在底座上涂上一層潤滑脂，以保證中間箱子上面的光滑。配合調節墊鐵，確保軸承橫向水平和揚度達到設定的要求，最后進行兩邊壓板安裝。

1.4 低壓缸的安裝調試

在進行低壓氣缸的安裝時，首先要將端部的短板進行吊裝，然后將支承支架與支承共同展開，此時必須將側面板吊起，如此便可將其緊固到端面板上。然后，對間隙進行優化，例如徑向和軸向間隙，此時要求對內缸和外桿的間隙進行測量，同時，再次進行軸向定位，在水平方向結束后，進行中央位置的查找。

1.5 中、高壓缸的安裝調試

在外缸組裝完畢后，必須事先在前、中兩個機箱上安裝中央橫桿，在豎缸就位后，進行軸向調整；同時還可以探測到中間的空隙。內筒安裝完成后，橫向的中央和水平調整極具必要性，而內筒支撐部分和中間分面上的間隙也要進行測量。在安裝中壓油缸時，應注意下列事項：第一，在汽封管道安裝完畢后，進行氣缸的安裝，如此可以防止氣缸安裝完畢后的空間會越來越小而產生負面影響；第二，充分結合密封圈，使氣缸機組達到最優，從而使其處于橫向狀態下的穩定；第三，配合千斤頂來調整氣缸，只有如此，才能確保氣缸在密封的情況下進行調整，以防止缸體膨脹的問題。

1.6 支撐軸承的安裝調試

在實際安裝中，軸承通常放置在凹槽中，中間分表面的間距應小于0.03mm，然后將轉子置于軸承上，根據此點來調節支座的襯墊，使轉子中心符合實際要求。同時，摩擦墊片的接觸表面應符合規定。在轉子安裝完畢后，將潤滑油放入吊架內，調整軸向，保證其圓周間距小于0.02mm，在并組時，還要根據軸套位置對軸瓦襯里進行磨削。

2 汽輪機組概況

某電廠的一期工程的設計和采用的汽輪機組是凝汽式的功率為600MW的汽輪機組（型號N600），其主軸由四個部分組成，分別為發電機轉子、低壓轉子A、低壓轉子B和高壓轉子。發電機和B低壓排汽缸之間的旋轉速度相對較低（y=2r/分鐘）。在透平機內有四個調速器，其各自對應控制四個高壓氣缸的進氣口，通過兩個最大高壓氣門回流閥，使其在不同的方向上循環運轉。汽輪機擁有42組結構級和21組熱力級，具有三種不同壓力的汽缸，所使用的是單排沖鋒調整刀片。其中，25級低壓氣缸、6級中壓氣缸、8級高壓氣缸（含調整級）刀片長度為1000mm。在SYMPHO-NY系統的控制下，可以分為四大類：渦輪機緊急遮蔽、水力數據、水力調整、水泵和渦輪的控制。高壓防油系統、電液轉換機組、油泵組成的制動器主要用于控制渦輪的開鎖，并根據汽輪機械的發熱情況來確定最優的啟動方案。其擴展性和冗余度將對各種故障的類型進行判斷，并根據不同的情況，確定最佳的解決方法，保證機組的運行安全[3]。其低壓旁路系統采用了兩個極間串聯，以保證系統在低負載情況下的安全。

3 調試問題與分析

3.1 發電機進油

在發電機內，采用單流環密封方式，由兩個主油泵組成，一組工作，而另一組則是用一臺交流電機驅動的。1號機組的密封油系統在實際運行過程中，發現電動機油水排水管道存在滲漏現象，發現問題后立即停止油泵并進行排氣，經過分析，出現此類現象的原因是密封罐的浮子閥在調試過程中出現了卡滯現象，導致油箱失去了自動補油的能力，導致密封油回油不能正常工作，密封油通過密封瓦的擋油環進入電動機。為防止此類問題再次發生，今后機組應著重對浮球閥的可靠性進行檢驗，并對其進行分析，對密封油體系油品清洗進行嚴格的控制。

3.2 小機速關閥油泵切換

每一個機組均配有兩個50%容積的空氣泵。其中，小型機供油采用集中式供油，為小型汽輪機調節油、盤車油、潤滑油等提供動力。在實際的調試中，當小機掛斷時，在給主油泵開關時，出現了速關閥的自動關閉，從而導致小型機脫開。通過對歷史數據的查詢可以看出，當油泵切換時，潤滑油和調節油的油壓會出現一定程度的降低，并且在速關閥關閉之前，調整油壓低信號開關不起作用，從而排除了邏輯跳閘的故障。由此判斷，當其本身的調整油壓比較低時，由彈性作用力使其閉合。對速關閥的彈簧預緊力和節油儲能器進行了檢測，結果表明，它們均符合生產企業的要求。排除以上情形后，即可判斷出問題是由于調整油品質不佳所致，對此，適當降低潤滑油、調整油進油量，進行主油泵開關測試，發現小機速關閥門正常，沒有發生錯誤的關機故障[4]。

3.3 小機安置泵電機燒損（汽泵前置泵電機燒毀）

1號機組預泵電動機在運轉時，泵頭出現了有規律的異常響聲，電動機驅動側的軸承溫度偏高。經過檢修、重新啟動后，馬達仍被燒毀。對1B型前置電動機進行了解體檢查，發現其軸承已被嚴重燒毀，定子鐵心、轉子鐵心等均有燒損現象。通過對1B型前置電動機的軸承溫度曲線和隨后的分析可知，電動機的軸承溫度從170℃開始升溫，并燒壞。出現此類故障的原因是，由于多個月未維修，導致軸承長期處于低油工況下高速運轉，從而加速了軸承內的滾子和軸承套之間的磨損，增大了滾柱間隙，從而產生更大的噪音，滾柱和軸承套出現疲勞脆化現象。長期高速工作，軸承外殼的質量和硬度都不能承受機械力，導致軸承外殼出現裂紋，軸承內部的滾子也出現了錯位的現象。當出現嚴重卡滯時，軸承仍然高速運行，這時，軸承溫度迅速升高，并連續工作30分鐘，此類狀況的出現使得電動機轉子掃膛，當定子溫度超過130℃時，電動機的高溫保護動作發生跳閘，這時電動機的掃膛狀況已非常嚴重，轉子燒壞是造成電動機燒壞的重要原因。為防止此類事件的再度發生，就要在生產中加強對設備的操作狀態的檢查，確保能嚴格按廠家的規定加潤滑油，并做好相應的檢查。潤滑完畢后，若仍有異常響聲，應對馬達進行拆分。

3.4 主油泵進出口壓力低

2號機組在檢修完畢后，轉速提高至3000rpm，并由交流潤滑油泵自行停機，結果發現，主油泵入口壓力低于設計，造成停機故障。此時，判定主油泵不能供給燃油。檢查后發現，油罐的實際油面比液位儀上顯示的要低，誤差在250mm左右，在發動機正常工作時，上進氣道最低極限油位為900mm，因實際油位低于250mm，造成發動機不能正常工作，造成油泵不能正常供油。在給主油箱加滿油的情況下，對主油箱的油位進行了檢測和維修，確保了主油位的真實性和準確性。經過處理和重新啟動，可以確認主泵的液壓是否正常[5]。

3.5 參數條件調整

1型電泵在鍋爐吹管、大流量沖洗過程中，曾出現由于電泵進口壓力較小而導致的跳泵事故，其原因如下：在加壓狀態下，進水壓力為0.9 MPa，鍋爐吹管時，除氧器無壓。為了避免再次出現此類情況，在吹管工藝中，在原電泵脫開狀態下，輸入壓力小于0.9MPa，轉換為吹管過程中的0.8MPa，當鍋爐吹管結束后，可以返回到原來的數值。1型機組的冷凝水管在調試期間，由于凝結水泵的啟動，出現了水錘斷裂的現象。造成此類現象的主要原因是用戶管道注水管太小，導致注水排出不足。同時，由于冷凝泵的瞬時啟動，凝結水壓力過大，造成水錘增大，管線振動增大，掛件斷裂。為了消除此類現象，可增大管路吊桿的拉力、注水管直徑，將管路系統的注水點從水泵出口改為除氧器上水閥位置的凝結水母管。同時，在水泵啟動期間，略微開啟除氧機上的水閥，使其能排出少量的空氣[6]。

3.6 機組超限振動

汽輪機的結構十分復雜，其進氣參數一般為25MPa/580℃/580℃，而汽輪機則是由高壓、中壓、雙低壓等組成。該設備在全啟動時，軸系發生瓦振、軸振等不穩定現象。在機組啟動過程中，如果發現有一臺機組的軸振動超過標準，試驗人員應立即關閉并打開油箱，檢查有沒有積聚的金屬。通過對試驗結果的分析，發現在7號分割機的動葉尖和8號分割機的動葉尖45°處存在較大的金屬殘留物，而在第八分割機的下半動葉片氣密區則有大量的金屬顆粒和粉末[7]。

3.7 金屬堆積

從形態上看，此類層狀金屬堆積體呈現出明顯的層狀擠壓變形。由此可以看出，在壓力油缸磨損時，油缸會產生變形，而在油缸間隙較小的部位會產生磨損；在磨損時，金屬碎片會在轉子間堆積。隨著時間的推移，堆積的數量越來越多，在高溫下摩擦產生了互相擠壓，最終在邊帶附近形成了一層金屬。如果不能對設備的振動進行控制，則應立即關閉閘門，重新安裝，然后再開始工作，如此，機器的振動就會回到原來的狀態。另一家發電廠在運行期間，因未能有效地控制振動，經過維修，發現汽缸及軸承箱內存在大量的銅渣堆。啟動發動機油系統，發現盤車機組的銅罩有問題，造成部件的磨損，進而污染了整個潤滑體系。對損壞嚴重的軸瓦進行了維修，并對其軸振、瓦振等進行了測試，結果表明該軸承的各項指標均在正常范圍內[8]。

3.8 瓦振與軸承不穩定

通過對1、2號機組的超速試驗，發現機組的軸振、瓦振不穩定。測試完成后，對兩組機組的軸承進行了測試，結果顯示：2號機組軸頸有磨損，3號機組軸瓦接近盤車，即發現銅渣，另外，在透平機的潤滑系統中還存在著銅渣，從而導致大量環境污染。通過上述檢查流程可以看出，出現上述問題的主要原因是盤車銅套，說明它的操作流程沒有達到規范要求，從而造成一定問題。而后需將銅片清理干凈，或者是將銅片更換，當然在此過程中，還需要反復試驗，確認沒有問題，才能繼續使用[9]。

4 結語

在機組安裝和調試過程中，由于時間等各種客觀原因使最初安裝時沒有檢查，所以在調試時不可避免地出現了一些問題，從而影響到工作正常進行。但經過反復的實驗和推導，大多數問題得到了解答，保證了機組的安全運行，同時也為以后的工作提供了參考。各機組的安裝有相似之處，要及時借鑒其他機組的安裝經驗。此次安裝和調試可以給后面的汽輪機安裝提供一定的參考。