600 MW機組汽輪機推力瓦溫度測點安裝方案的優(yōu)化

何拓

(湖南華電長沙發(fā)電有限公司，湖南長沙410203)

0 引言

某發(fā)電公司1號、2號機組東方汽輪機廠引進日立技術(shù)生產(chǎn)制造超臨界壓力汽輪機型號為N600—24.2/566/566,是典型的超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、雙背壓、凝汽式汽輪機,最大連續(xù)出力為634.255 MW,額定出力600 MW。該汽輪機采用復合變壓運行方式；汽輪機具有八級非調(diào)整回熱抽汽,設計壽命不少于30年。

該汽輪發(fā)電機組的推力軸承位于高中壓缸與低壓缸之間,采用傾斜平面式雙推力盤結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)的推力軸承由沿圓周方向的10條油槽將推力瓦面分隔10個扇面瓦塊形成,每塊沿圓周方向傾斜以保證瓦塊內(nèi)徑處的潤滑流量均衡,軸向推力通過推力盤直接作用在推力軸承的工作面或非工作面上,傳遞給組裝在推力盤軸承的瓦塊上,經(jīng)瓦塊的支撐塊、平衡塊、基環(huán)、推力軸承的外殼傳遞到機座上。汽輪發(fā)電機組的推力軸承是承受轉(zhuǎn)子在運行中的軸向推力,維持汽輪機轉(zhuǎn)子和靜止部件的正常的軸向間隙。推力軸承瓦塊溫度是推力軸承運行狀態(tài)的一個重要參數(shù),推力瓦塊溫度一旦超高,烏金磨損燒壞,轉(zhuǎn)子便會發(fā)生不允許的軸向位移,使汽輪機通流部分發(fā)生碰撞、磨損事故,因此保證推力瓦溫度的長周期穩(wěn)定測量是十分必要的。[1]

1 概況

1.1 結(jié)構(gòu)及分布位置

大機推力瓦塊及瓦塊測溫元件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 大機推力瓦及所屬附件結(jié)構(gòu)

正向推力瓦溫度具體分布如圖2所示 (反向推力瓦溫度分布與正向一致)。正向推力瓦塊靠發(fā)電機側(cè),反向推力瓦塊靠機頭側(cè)；上、下部以大機大軸水平線為界；正向推力瓦溫度簡稱正1、正2、正3、正4,反向推力瓦溫度簡稱反1、反2、反3、反4[2-3]。

圖2 正向推力瓦溫度元件實際位置

1.2 現(xiàn)場原有溫度元件安裝情況

推力瓦溫度現(xiàn)場安裝如圖3所示,溫度元件感溫部分固定在推力瓦瓦塊測溫孔內(nèi),引線無固定穿過擋油板上穿線孔,走到擋油板外側(cè)后沿途綁扎在擋油板上的固定螺母上,后續(xù)綁扎在內(nèi)部油管上直至引出油箱。

圖3 推力瓦溫度現(xiàn)場安裝圖

2 技改及故障現(xiàn)象原因分析

在機組以往的運行過程中,經(jīng)常發(fā)生正、反向推力瓦溫度顯示異常甚至無法測量的情況,數(shù)次機組維護及檢修過程中,都根據(jù)拆下的溫度元件損壞情況對推力瓦溫元件及安裝方式進行過整改及小的技改。

2.1 第一次改造內(nèi)容

將溫度元件由普通元件更換成帶進口外護皮及金屬軟鎧的溫度元件。溫度元件使用帶螺絲的金屬卡固定在瓦塊上,引線分段固定在沿途的管路上。改造后機組運行2～3個月,溫度出現(xiàn)波動后壞點,拆出后發(fā)現(xiàn)元件引線齊根斷裂 (如圖4所示)。

圖4 第一次改造使用后效果圖

2.2 第二次改造內(nèi)容

將軟性溫度元件更換為硬性鎧裝溫度元件,硬性鎧裝部分長度1 m,后續(xù)為軟性引線。用帶螺絲的金屬卡將溫度元件固定在瓦塊上,硬鎧部分用布條牽引固定在缸體上,后續(xù)引線分段固定在沿途管路上。改造后機組運行一年,溫度出現(xiàn)過偶爾波動,拆出后發(fā)現(xiàn)牽引固定布條已斷,元件根部有痕跡。

2.3 故障原因分析

由于該類型機組推力瓦塊分布的特殊性,在機組正常運行中擋油板內(nèi)各部分各區(qū)域都不可避免地受到潤滑油的沖刷。溫度元件根部感溫部分固定在測溫孔中不可移動,引出導線在擋油板內(nèi)瓦枕的部分無固定點,這樣元件引線在機組運行過程中一直受到潤滑油的沖刷,處于大幅度搖曳狀態(tài),溫度元件特別是元件根部容易損壞、斷裂,導致無法正常監(jiān)視大機的正、反向推力瓦溫度,嚴重影響機組安全穩(wěn)定運行[5-8]。

3 實施措施

根據(jù)數(shù)次安裝方式及后續(xù)使用情況,確定將溫度元件引線全線完整牢靠固定在走線管內(nèi),處于擋油板以內(nèi)的部分在潤滑油沖刷下無法擺動即可。

3.1 具體實施辦法

3.1.1 正、反向推力瓦瓦枕上半部[8-10]

正、反向推力瓦上半部布置有正向推力瓦溫度1、2及反向推力瓦溫度1、2。圖5所示為反向推力瓦瓦枕上半部,以反1、2施工為例說明,其中反1與正2、反2與正1施工方式一致,在圖5所示標記1、2處開M6×1.0、深15 mm的標準螺絲孔 (共計7個),安裝固定單管 (共計5個)、雙管 (共計2個)卡管夾,單根元件布置安裝一根走線管,沿線彎制固定直至擋油板外,元件感溫部分固定在瓦塊上后引線即穿入走線管內(nèi)固定,(在標記1處安裝單管卡管夾,標記2處安裝雙管卡管夾)。

圖5 推力瓦瓦枕上半部開孔位置

3.1.2 正、反向推力瓦瓦枕下半部

正、反向推力瓦下半部布置有正向推力瓦溫度3、4及反向推力瓦溫度3、4。如圖6所示為正向推力瓦瓦枕下半部,以正3、4施工為例說明,其中正3與反4、正4與反3施工方式一致,在圖6所示標記3、4處開M6×1.0、深15 mm的標準螺絲孔 (共計5個),安裝固定單管 (共計4個)、雙管 (共計1個)卡管夾,單根元件布置安裝一根走線管,沿線彎制固定直至擋油板外,元件感溫部分固定在瓦塊上后引線即穿入走線管內(nèi)固定,在標記3處安裝單管卡管夾,標記4處安裝雙管卡管夾。

圖6 推力瓦瓦枕下半部開孔位置

3.2 特別說明

走線管規(guī)格為φ8×1不銹鋼管,對兩頭進行擴坡口處理,防止對引線產(chǎn)生刮擦。單管卡管夾及雙管卡管夾材質(zhì)為304不銹鋼。固定螺絲材質(zhì)為304不銹鋼,規(guī)格為M6×1.0、長15 mm并配平墊圈及彈簧墊圈。

涉及到汽輪機零部件鉆孔加工,因鉆孔深度較瓦枕厚度來說較淺,不會對推力瓦瓦枕金屬強度等產(chǎn)生影響,不會影響機組安全。

3.3 安裝情況

現(xiàn)場推力瓦瓦枕加裝走線管實際安裝效果如圖7(以正向推力瓦為例)、圖8所示。

圖7 正向推力瓦側(cè)走線管安裝圖

圖8 優(yōu)化后溫度元件安裝圖

4 結(jié)語

大修改造后使用至今,大機正、反向推力瓦溫度8個測點正常穩(wěn)定測量10個月以上,未出現(xiàn)過任何異常波動,解決了之前推力瓦溫度不能穩(wěn)定測量的難題,確保機組不因推力瓦溫測點故障而影響安全穩(wěn)定運行。實際安裝材料費單臺機組大約為300元,改造前使用的溫度元件均為特別定制元件,其中帶進口外護皮及金屬軟鎧的溫度元件單支到廠價格為2 000元左右,硬性鎧裝溫度元件單支價格為3 500元左右,改造后使用元件均為普通國產(chǎn)溫度元件,單支價格在300元左右,備品備件訂購周期節(jié)約3個月以上,大大節(jié)約維護成本,具有很高的經(jīng)濟性,改造效果較好。

本文主要針對東汽600 MW機組大機的特殊性,研究設計了一種特殊的安裝方案,此種推力瓦溫度安裝方案很好地保證了推力瓦溫度的長期穩(wěn)定測量且安裝簡單易操作。對于同類型機組的大機推力瓦溫度安裝提供了借鑒,具有普遍應用的推廣價值。