（阳泉市南煤龙川发电有限责任公司 山西阳泉 045200）
摘要：哈汽生产135MW机组，在运行超过5年后出现低胀偏高现象，并逐步增大，无法满足负荷要求。针对这一问题进行多次分析最终确定为前轴承箱卡涩导致高中压缸膨胀不畅所致。经处理前轴承箱卡涩问题后彻底消除低胀偏高现象。
关键词：低胀；设计缺陷；前轴承箱卡涩；石墨化处理
一、前言：
某电厂135MW汽轮机组型号：NKZ135—13.24/535/535，型式:超高压、一次中间再热、双缸、双排汽、单轴、凝汽式直接空冷汽轮机。额定功率：135MW，最大功率：150.3MW。汽轮机本体采用高中压合缸结构，高中压部分上下汽缸均为整体铸件，高压缸为双层缸结构。高压有1个调节级和8个压力级；中压有9个压力级；低压缸有2×5 压力级；高压缸配气采用喷嘴调节。机组采用两转子三支点结构。低压汽缸为双层焊接结构。机组的绝对死点和相对死点均设置在2瓦轴承箱处。机组低压膨胀测量装置设置在3瓦轴承箱处。
二、问题概述：
1、某电厂#1汽轮机组于2008年10月份投产，运行至2011年开始出现低胀偏高问题，其后逐步增大。到2014年低胀值在80MW负荷时高达6.72mm，继续增加负荷，轴系轴振短时扩散性急剧增大，低胀保护大动作停机。
2、随着汽轮机运行年限延长，机组启动时同时存在前箱膨胀不畅现象，主要表现有：
2.1.机组启动前箱膨胀数值逐渐减小，且膨胀不顺畅有卡涩现象（启动时膨胀数值不是随负荷增加温度升高逐渐增大，有突增现象）。
2.2.前箱两侧膨胀数值不同，偏差较大。
2.3.停机冷却后前箱膨胀数值恢复不到上次启动前数值。
三、原因分析：
1、汽轮机前箱膨胀不畅原因主要有以下几点：
1.1前箱滑块设计不尽合理：原设计为前箱底面与台板全范围直接接触，接触面积过大，摩擦系数较高，造成膨胀过程中摩擦力过大，影响前箱膨胀。
1.2安装期间施工工艺不当：施工时前箱纵销间隙未按要求全部留到一侧，造成纵销相对间隙偏小，而且还会产生对前箱膨胀引导扭曲跑偏现象。造成纵销侧面拉毛，经反复过程，拉毛毛刺越来越大，前箱膨胀严重受阻。
1.3由于安装或检修施工工艺不当，高压排汽部位端部汽封间隙调整偏大，加之运行中汽封供气压力调整偏差（压力偏高），端部汽封漏气量加大，凝结成水后顺前箱壁流至前箱与台板结合面处，渗入结合部位，造成前箱底板和台板大面积生锈，摩擦力增大，影响前箱膨胀。
2、汽轮机低胀超标的主要原因如下：
2.1机组启动后，增加负荷过程中，汽轮机本体汽缸温度升高产生膨胀，正常情况下，汽缸膨胀时，以机组2瓦轴承箱为死点，通过定位梁（或推拉装置）推动前箱在前箱纵销的引导和前箱压销的限制下向前位移。如果前箱膨胀不畅，汽缸膨胀产生的推力，会通过高中压缸后猫爪横销，传递给2瓦轴承箱。2瓦轴承箱是机组绝对死点和相对死点所在位置，正常运行情况下2瓦轴承箱在纵销和横销的限制下不应产生前后位移。通过详细查看2瓦轴承箱图纸，发现其横销位置位于A、B两侧较靠外部位置，与2瓦轴承箱上部通过箱式梁连接。咨询设计人员，箱式梁设计强度计算时并未考虑前箱膨胀不畅情况下高中压外缸膨胀对2瓦轴承箱的影响。那么在机组启动后，增加负荷过程中，汽轮机本体汽缸温度升高，由于前箱膨胀不畅，汽缸膨胀产生的推力，通过高中压缸后猫爪横销，传递给2瓦轴承箱。2瓦轴承箱底板部位在横销的制约下不会产生变形和位移，但2瓦轴承箱上部箱式梁由于设计阶段强度计算时并未考虑前箱膨胀不畅的影响，所以在前箱膨胀不畅，汽缸膨胀产生的推力传递给2瓦轴承箱的情况下，箱式梁会产生向后的弹性变形，导致2瓦轴承箱上部中间部位向后位移。由于机组相对死点也位于2瓦轴承箱（推力轴承位于2瓦轴承箱），所以机组轴系与2瓦轴承箱一起向后位移，造成低压部分膨胀超标及低压端轴封轴向碰磨。
2.2由于某厂1#机组装有低压膨胀测量装置的3瓦轴承箱未设置定位销，可以前后移动，对低压部分膨胀测量的准确性和对低压膨胀超标故障的准确判断造成一定影响。
四、方案制定及实施：
1、方案实施的必要性：
汽轮机前箱膨胀不畅的缺陷给汽轮机运行带来重大安全隐患。
主要表现在：
1.1.由于膨胀不畅引发轴系轴振超标。
1.2.由于膨胀不畅不能带满负荷，不能满足网调AGC调度要求。
1.3.由于膨胀不畅延长机组启动时间，消耗启动燃油，降低生产效益。
1.4.由于膨胀不畅引起机件损坏。
1.5.由于膨胀不畅引发汽轮机动静摩擦的重特大设备事故。
所以要解决汽轮机前箱膨胀不畅的问题，处理汽轮机前箱膨胀不畅的缺陷很有必要。
2、方案实施的可行性：
针对某厂1#机组汽轮机前箱膨胀不畅的缺陷，进行了认真分析、论证，制定科学合理的改造方案，主要包括：
2.1.前箱石墨化改造方案：
2.2.高压内缸中分面严密性恢复优化方案
2.3.汽轮机提效精细化施工方案
3、解决方案的实施：
3.1.前箱石墨化改造：
3.1.1 拉出前箱清理打磨台板及箱底。
3.1.2利用**汽轮机厂前箱石墨化改造专利技术，在前箱底部滑动部位打孔，镶嵌带自润滑功能的石墨柱，保证石墨柱与前箱底面齐平。石墨柱镶嵌修整符合标准后，前箱与台板进行对研，保证前箱与台板无间隙，接触大于75%，接触点分布均匀。
3.1.3检查前箱与台板纵销，进行更换。保证纵销与前箱底面槽道间隙0.04—0.08mm，且间隙全部预留在一侧。
3.1.4在高压轴端汽封下部与前箱间部位加装隔汽板，对泄漏蒸汽进行引导，防止渗入前箱与台板间，防止前箱或台板锈蚀。
3.1.5检查前箱角销，保证角销与前箱底板间隙0.08mm，且均匀一致。
实施效果：前箱石墨化改造后，前箱与台板滑动面接触由改造前的面接触变为石墨柱的点接触，在保证稳定性的前提下，大大减少了接触面积。石墨柱带自润滑功能，使得前箱与台板间摩擦力大大降低，有利于前箱膨胀。改造后连接定位梁（推拉装置）前，做前箱滑动试验，滑动顺畅无卡涩，达到预期目的。
3.2、高压内缸中分面严密性恢复优化
3.2.1空缸状态下，以高压内缸上缸为基准，进行上下缸对研，研刮下缸中分面。研刮后保证中分面0.03mm塞尺不入，接触面积大于75%以上，接触点分布均匀。
3.2.2研刮合格后，检查高压隔板与高压内缸上缸膨胀间隙，并调整合格，检查高压内缸上缸与高中压外上缸膨胀间隙，并调整至合格。
3.3汽轮机提效精细化施工
3.3.1全实缸进行联轴器找正，避免扣缸对联轴器中心的影响。
3.3.2全实缸进行汽封间隙调整，避免扣缸对汽封间隙的影响。
3.3.3汽封间隙调整以制造厂给定标准的中下限为准，保证汽封间隙，减少漏气损失。
4、#3轴承箱定位措施：
在3瓦轴承箱与台板间打孔，并配置直径25mm的定位销，以保证低压膨胀测量的准确性。
五、结束语：
某厂1#机组改造完成后启动，启动过程中及启动后各项安全、经济指标良好，达到修前预期目标。主要参数如下：
.png)
.png)
通过以上参数对比可以得出结论，通过制定针对性方案解决135MW机组汽轮机本体膨胀不畅的缺陷是完全可行的也是十分必要的。
参考文献：
[1]苏继敏. 135MW机组汽轮机推力轴承瓦温偏高的分析与处理[J]. 低碳世界(6):53-54.
[2]姚卫强, 翟松衡, 李文科, et al. 六喷嘴组汽轮机综合改造后的高缸效率偏低问题的分析与处理[J]. 科技创新导报, 15(21):118-119.
[3]李杰. 部分进汽方式下汽轮机组轴瓦金属温度偏高的分析及处理[C]// 2009.
论文作者:任军明
论文发表刊物:《电力设备》2019年第19期
论文发表时间:2020/1/9
标签：汽轮机论文; 轴承论文; 机组论文; 不畅论文; 间隙论文; 石墨论文; 汽缸论文; 《电力设备》2019年第19期论文;