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34MW 汽轮机轴向膨胀增大的原因分析与处理

加入收藏〗 发布时间:2017-10-10
  摘 要: 深能安所固电力( 加纳) 有限公司#3 汽轮发电机组在启动运行过程中高低压缸轴向膨胀增大,机组带负荷能力受限,分析认为机组高压缸膨胀增大的主要原因为前轴承箱、高压外缸滑销系统配合间隙及轴封间隙增大引起
 
  关键词: 汽轮机 高压缸 绝对膨胀 滑销系统 轴承箱

  1 机组概况及故障现象
 
  深能安所固电力( 加纳) 有限公司#3 汽轮发电机组,是法国 AL-STHOM 公司 RATEAE 汽轮机厂制造的高温、中压、单缸、冲动、纯凝汽式汽轮机组,汽轮机型号为 TC363FV140,汽轮机设置了绝对膨胀指示和胀差保护装置,其膨胀值小于 0. 64mm,在#2 轴承箱外部左右侧各架一个百分表监测轴承箱的轴向位移量. 深能安所固电力( 加纳) 有限公司#3 汽轮发电机组自投产以后相当长时间内稳定运行,高、中压缸绝对膨胀、胀差都在正常范围内.但机组在某次启动过程中,发现高压缸轴向膨胀明显增大,高压缸整体向发电机方向轴向膨胀增大,对机组的安全运行造成影响.
 
  2 机组滑销系统构成
 
  由于金属具有热胀冷缩的特性,汽轮机上下半缸及转子在与蒸汽接触后会产生膨胀,汽轮机组属于高速旋转机械,动静部分之间必须保证足够的间隙,防止造成动静接触,发生危险.
 
  汽缸作为一个整体金属构件,中分面用耐高温紧固螺栓连接,汽缸在高温蒸汽受热下会向各个方向产生膨胀变形,如果运行操作不当,或者滑销配合间隙偏大、偏小都会影响机组的正常运行,造成各部件的配合间隙偏小,部件膨胀收缩不畅.这在机组高速工作状态下是绝对不允许发生的,正常情况下,机组可通过滑销系统来引导汽缸的正常膨胀( 轴向、径向膨胀) ,按照引导方向的不同,滑销可分为横销、纵销、立销和角销等,随着机组容量的增大,滑销系统也愈加复杂,机组滑销系统设计合理与否、运行和维护是否得当,会直接影响汽轮发电机组的安全稳定与经济运行.
 
  ===========
 
  图 1 为深能安所固电力( 加纳) 有限公司#3 汽轮发电机组滑销系统示意图,机组汽缸横向由前轴承箱座、高低压外缸、#2 轴承箱座、#3轴承箱座、发电机座、#4 轴承箱座和相应的基座纵向定位键定位,让整个机组在运行中沿纵销引导方向膨胀; 高低压缸整体纵向热膨胀绝对死点位于低压外缸后台板上,圆销定位,圆销与低压外缸的配合间隙0. 04mm - 0. 08mm.高低压缸在实际运行中以低压缸圆销为死点整体向发电机侧方向膨胀,发电机整体不沿纵向移动,高低压外缸的膨胀量被高发半饶性对轮吸收,此对轮是齿轮配合,不是一般的刚性联接,机组受热膨胀时能通过高压端对轮在齿轮上的横向移动来吸收机组受热和冷却时的膨胀收缩量.
 
  3 故障原因、解决措施及处理效果
 
  3. 1 故障原因
 
  由于机组启动过程中高压缸绝对膨胀偏大,说明机组高压缸的膨胀不受控制,根据汽缸和转子的膨胀方向、汽缸定位方式、高压缸的进汽和轴封布置,结合现场检查情况,分析认为高压缸膨胀超标主要原因可能为机组长期运行造成机组整个滑销系统配合间隙偏大,轴封间隙偏大,造成轴封及#2 轴承箱温度偏大,进而影响滑销系统的作用.
 
  3. 2 解决措施
 
  在本次大修过程中,对低压外缸圆销,#2 轴承箱底销,进行了全面的解体检查清理,通过测量发现各个圆销和纵销的配合间隙都比设计间隙偏大,通过与业主沟通后,决定采取以下预防措施: ( 1) 通过测量配合间隙,对同心度不符合要求的圆销采取重新加工的方式车削新的圆销,之至间隙在设计范围内; ( 2) 对配合间隙不合格的柱体销,采取更换及配合面电焊修配; ( 3) 将清理干净的配合销键打上黄油,利于机组膨胀顺畅; ( 4) 检查#2 轴承箱与台板的接触; ( 5) 检查二次回装后整个滑销系统的配合间隙及接触情况; ( 6) 调整前后轴封间隙至设计范围内
 
  3. 3 处理结果
 
  经过#3 机大修后,#3 机在首次启动时因更换的新的对轮饶性齿轮配合间隙过小,机组的膨胀量不能被饶性齿轮吸收,造成机组推力瓦温高,经过解体检查并与业主沟通后决定还是使用旧的饶性齿轮,在第二次启动时,高压缸的绝对膨胀为小于 0. 64mm,表明高压缸的绝对膨胀恢复正常,效果明显.
 
  4 结束语
 
  缸体膨胀超标的危害性很大,通常会对机组的带负荷能力,运行安全性及经济性造成很大的影响,是一个巨大的安全隐患,所以必须尽早解决,为了预防此类故障的发生,生产期间应注意以下事项: ( 1) 加强汽轮机安装过程中的质量监督管理,确保安装数据在设计值范围内;( 2) 在实际运行中,加强高低压缸汽封间隙,防止轴封漏汽; ( 3) 强化安全文明生产,做到工完、料尽、场地清.

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