C6-3.43/0.49机组轴向位移油压下降的分析及预防

C6-3.43/0.49机组轴向位移油压下降的分析及预防

罗宗华

云南云景林纸股份有限公司研发中心 云南景谷 邮编 666499

摘 要：本文叙述了汽轮机运行一段时间后，隔板和叶片结垢，轴位移增大，推力瓦磨损，轴向位移油压降低导致机组跳停。通过对机组的安装检修、操作运行、油系统及蒸汽品质等全面分析和预防，最终保障机组安全、经济、连续稳定运行。

关键词：汽轮机、轴向位移、油压

绪 言

汽轮机在运转中，转子沿着主轴方向的窜动称为轴向位移。机组的轴向位移应保持在允许范围内，超过这个数值，保护装置就会报警及停机。汽轮机运行时，汽流在其通道中流动时所产生的轴向推力由推力承轴来承担，并由它来保持转子和汽缸的相对轴向位置。不同负荷下轴向推力的大小不同，推力承轴在受压时产生的弹性变形也相应变化，所以运行中应该将位移数值和准值作比较，借以查明机组运行是否正常。轴向推力的变化将影响推力承轴工况的变化，进而影响到汽轮机动静轴向间隙，从汽轮机安全和经济运行的角度来说，动静轴向间隙不允许有过大的变化。轴向位移保护装置是用来检测汽轮机转子和静子之间相对位移，它根据推力轴承承载能力和流通部分间隙规定了报警值和停机值，当轴向位移值超过规定值时，保护装置能自动报警和自动停机，防止轴向位移增大时汽轮机受到损伤。

一、问题的提出

对于C6-3.43/0.49型冲动式汽轮机，轴向位移保护装置为轴向位移遮断器。安装时喷油嘴与装在主油泵上的挡油盘间隙为0.5mm(在推力盘与主推力瓦块间隙为零时)；当转子的相对位移达0.7mm时,即轴位移油压降至0.25MPa；当喷油嘴与挡油盘的间隙增大到1.2mm时，滑阀上的弹簧力大于油压，滑阀移动切断到主汽门操纵座油缸及抽汽阀开启油缸的高压油，关闭主汽门及抽汽阀。同时调节器上的启动滑阀动作，高压油进入错油门滑阀下部，调节阀也迅速关闭。该装置配有电接点压力表，当轴向位移≥0.4mm时，电接点压力表报警；位移≥0.7mm时，磁力遮断油门动作，关闭主汽门、调节汽阀及抽汽阀。轴向位移油压在主油泵投入工作后调整到0.50MPa，满负荷时轴位移油压应大于0.30MPa。

云景公司C6-3.43/0.49汽轮发电机组投运一段时间后，由于安装维护、操作运行、油系统和汽水品质等原因，导致轴向位移油压下降，最终跳闸停机，开缸检查发现轴瓦磨损，隔板和叶片结垢，轴向间隙大。机组在轴向位移油压低的情况下运行，在很大程度上影响了机组的经济性，特别是对机组安全运行带来隐患，通过相关专业技术人的共同努力，问题最终得到解决。

二、造成轴向位移油压下降的原因分析

1、设备安装检修方面

在安装或检修中，转子轴向定位不当，轴向间隙过大，机组运行推力盘对推力瓦块产生很大的冲击力，使得轴向位移不稳定，轴向油压随之波动。尤其是在工况变化较大时，极易造成干磨擦，使油膜破坏，轴瓦合金磨损，油压下降。或者研磨后，推力间隙偏大的情况下，一旦通流部分动静磨擦，动叶片卷边变形，使动叶片出口轴向推力明显增大，推力瓦温度迅速升高，直至钨金熔化。其次，在推力盘套装转子中心时，造成推力盘飘偏较大（一般要求≤0.02mm），或者在研刮推力瓦块时厚度偏差较大、接触面较小，从而使推力瓦块受力不均，这样不仅不利于油膜的形成 ，而且瓦块长期承受冲击性负载，造成瓦块钨金过热、磨损、脆化以及脱落等，这些都直接反映在轴向位移油压波动及推力瓦温度升高上。

隔板汽封在安装、检修时，间隙过大或因转子弯曲变形造成汽封磨损等，使得级间压力差较大，迫使轴向推力增大，油膜发生变化，也是油压下降的一个重要原因。高压端轴封的漏汽，直接喷射到前轴承座处，不仅会造成油中带水，还会使推力瓦块温度迅速升高影响油膜的形成。另外，轴向位移遮断器部件安装不牢或刚度不够，设计选型不合理或长期运行中由喷嘴到固定件间延伸臂在油温油压都较高的情况下，材质蠕变疲劳，使喷嘴后移，喷嘴到推力盘间隙增大，导致轴向位移油压下降。

2、机组运行方面

首先，运行工况的变化在很大程度上影响着轴向推力的变化。抽汽凝汽式机组在满负荷纯凝工况下或满负荷而抽汽量相对设计值较大的情况下，轴向推力也很大。在上述工况变化较频繁时，油膜在一定程度上受到破坏，引起油压降低，形成半干摩擦。同时，在新蒸汽参数变化（如压力降低、温度下降等），汽轮机负荷得不到调整，以及在暖机或停机降温过程操作不当，转子胀缩不同步或转子弯曲变形等，都会影响轴向推力的变化及推力瓦的正常工作，从而使轴向位移油压变化。值得引起重视的是蒸汽品质变化，也将影响轴向推力的变化及推力瓦的正常工作，甚至危及机组的安全运行。蒸汽温度较低或带水，液滴或水珠在动叶通道中流速缓慢，不仅增大了动叶前后的压差，而且动叶片受点蚀，使机组效率降低，轴向推力增大，在中压机组中因补给水处理不合格及锅炉设备与运行等原因，造成蒸汽中夹带部分SiO2、 NaCl、磷酸盐及无机盐类等等，这种的蒸汽进入汽轮机后，由于在动叶中做功后流速下降，盐类较易积聚，（尤其是在复速级后），使得动叶通道的通流面积减少，增大了叶轮前后的压力差，使轴向推力增大，严重使推力瓦块钨金熔化，导至动静磨擦，使得轴向位移油压下降。

3、油系统方面

在运行中，因油系统原因引起轴向位移油压变化主要表现在两个方面。一是因冷油器铜管泄露，前轴封漏汽或汽轮油泵漏汽等原因使油中带水，或因超期使用油质乳化变质，粘度降低，不能形成较好的油膜，引起机组振动及推力瓦块磨损熔化。二是润滑管道油路或油口油槽设计或安装不合理，如进口偏小、泄油口偏大都不利于油膜的形成，最终导致推力瓦块的磨损，油压降低。还需要指出的一点是，轴向位移遮断器的高压油路中（包括保安油路、轴向位移显示报警油路）也时有发现管道泄露或油中含杂质堵住油路现象，造成轴向位移油压下降，以至引起保护系统的误动作。

三、预防措施

按常见的故障看，关键在于轴向推力的增大，直接危及设备的安全运行，这就要求我们在汽轮机的安装、检修及运行中要注意以下几个问题：一、在安装或检修时，要注意对套装式转子的套装紧力和飘偏进行检查，严格按安装规程进行转子在汽缸内的找正和轴向定位。研磨推力瓦块时，在保证钨金厚度小于缸内动静最小间隙的条件下，厚偏差要小于0.015mm，接触面积大于70%，各汽封间隙的调整（特别是轴端汽封间隙）要严格按规范数值进行，尽量减少级间漏汽，并做好隔板平衡孔的核查。二、是认真做好对轴向位移保护部套的检查及对油管路的吹净和堵漏，保证润滑油及保安油正常供给，确保油温、油压等检测数据的真实可靠和有效性。三、是加强对运行的管理，在运行时，可以通过用测振仪测量轴向振动来辅助判断。四、是要认真做好汽水品质的分析和监管，保证蒸汽品质合格和参数稳定。五、是在改变工况运行时，加强机、电、炉的协调，要求工况的变化过程尽可能缓慢平稳，保证机组对新工况的适应及动静部分对热应力的相互适配。六、是要加强对轴向位移有关的数据的检测、记录和分析，通过正确的分析来判断转子在缸内的位置及工况。另外，汽轮机在开机、停机时的合理操作，也是预防转子轴向位移较大的重要方面。

参考文献

〔1〕电力建设施工及验收技术规范汽轮机机组篇，中国电力出版社1994年5月

〔2〕梁立德,火电厂热力设备检修工艺学，水力电力出版社，1993年

〔3〕本机组安装和使用说明书，青岛汽轮机厂，1996年