石化部汽輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備故障及消除方法

楊云慶(中海油惠州石化有限公司石化部，廣東 惠州 516086)

0 引言

石化部汽輪發(fā)電機(jī)組擔(dān)負(fù)著向煉油七部、尾油加氫裝置、丙烯酸及酯裝置及自身供汽和部分廠用電的供給任務(wù)，機(jī)組設(shè)備的穩(wěn)定可靠，不但能否保證汽輪發(fā)電機(jī)組平穩(wěn)、安全、長(zhǎng)周期運(yùn)行，還影響下游企業(yè)的穩(wěn)定和產(chǎn)品的質(zhì)量。文中對(duì)石化部汽輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備、運(yùn)行方式進(jìn)行介紹及在運(yùn)行中出現(xiàn)的故障進(jìn)行了分析，并提出和實(shí)施了具體的解決措施。

1 汽輪發(fā)電機(jī)組概況

1.1 設(shè)備組成

1.1.1 汽輪機(jī)為CB20-8.83/2.6/1.6型高溫高壓抽背式汽輪機(jī) 1臺(tái)

結(jié)構(gòu)概述：汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子由一級(jí)單列調(diào)節(jié)級(jí)和8級(jí)壓力級(jí)組成。汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)包括靜止部分和轉(zhuǎn)子部分。其靜止部分又包括前、中、后汽缸、隔板、前后軸承、墻后軸承和前后汽缸等組成。轉(zhuǎn)子部分包括整鍛轉(zhuǎn)子和聯(lián)軸器。

1.1.2 發(fā)電機(jī) 1臺(tái)

型號(hào)：QFWL-18-2；功率：18MW；電壓：10.5KV；電流：1237A；功率因數(shù)：0.8；頻率：50Hz；轉(zhuǎn)速：3000r/min；臨界轉(zhuǎn)速：1566r/min/5359r/min；勵(lì)磁電壓：175V；勵(lì)磁電流：340A。

1.2 汽輪機(jī)工藝流程

蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功，部分經(jīng)抽汽口抽出，供2.5MPa熱用戶，剩余部分繼續(xù)做功后經(jīng)排汽口排除，供1.5MPa熱用戶；同時(shí)，發(fā)電機(jī)所發(fā)電量供本項(xiàng)目和其他項(xiàng)目使用。

1.3 汽輪機(jī)工藝指標(biāo)

進(jìn)汽壓力：額定值8.83MPa，最高9.32MPa，最低8.34MPa

進(jìn)汽溫度：額定值535℃，最高540℃，最低525℃

進(jìn)汽量：額定值170t/h，最大220 t/h

抽汽參數(shù)：2.5MPa，210～300℃，額定抽汽量45t/h,最大抽汽量100t/h

排氣參數(shù)：1.5MPa，230～290℃

2 汽輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行中故障及分析

2.1 危急飛環(huán)充油試驗(yàn)不合格

(1)危害：作為汽輪機(jī)防止超速的最后一道自動(dòng)保護(hù)手段，如失靈將造成汽輪機(jī)飛車(chē)的惡性事故。

(2)原因分析：充油管路堵塞；充油量調(diào)整螺母調(diào)整不到位；充油油封環(huán)間隙偏大。

2.2 汽輪機(jī)汽封漏汽量大，造成潤(rùn)滑油中帶水，油質(zhì)乳化

(1)危害：損傷軸瓦；調(diào)速系統(tǒng)卡澀，動(dòng)作遲緩；保安系統(tǒng)卡澀，對(duì)機(jī)組安全造成危害；需運(yùn)行中對(duì)潤(rùn)滑油一直進(jìn)行濾水和定期對(duì)油箱進(jìn)行防水，造成油品損耗(每月需補(bǔ)充3桶170升L-TSA 46透平油)、廠用電消耗及帶油廢水處理的環(huán)保壓力。

(2)原因分析：汽封排汽管路設(shè)計(jì)不合理。

2.3 機(jī)組3#、4#軸瓦振動(dòng)超標(biāo)

(1)危害：造成軸瓦損傷；振動(dòng)嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成機(jī)組動(dòng)靜摩擦。

(2)原因分析：安裝質(zhì)量；發(fā)電機(jī)動(dòng)平衡不符合要求；汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)大軸對(duì)中不符合要求。

2.4 機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定性差波動(dòng)大

(1)危害：造成電氣頻繁調(diào)整無(wú)功；造成對(duì)外供抽、排汽壓力波動(dòng)，影響供熱穩(wěn)定性。

(2)原因分析：凸輪機(jī)構(gòu)裝配不合理，高壓調(diào)速汽門(mén)卡澀及內(nèi)部機(jī)構(gòu)磨損；OPC、AST電磁閥、電液轉(zhuǎn)換器及油動(dòng)機(jī)內(nèi)部有卡澀和雜物。

3 解決措施

3.1 危急飛環(huán)充油試驗(yàn)不合格

(1)對(duì)充油管路進(jìn)行清理；(2)對(duì)充油量調(diào)整螺母按照制造廠要求調(diào)整到位；(3)將油密封環(huán)與汽輪機(jī)軸解體，測(cè)量軸尺寸為150mm，舊油密封內(nèi)徑為150.5mm，油密封環(huán)和軸間間隙為0.5mm，汽輪機(jī)說(shuō)明書(shū)上要求0.06～0.14mm，間隙偏大，更換新油密封環(huán)，油密封環(huán)和軸間間隙調(diào)整為0.12mm。

3.2 汽輪機(jī)汽封漏汽量大，造成潤(rùn)滑油中帶水，油質(zhì)乳化

對(duì)汽輪機(jī)汽封管路進(jìn)行改造，為減少汽輪機(jī)汽封漏汽量，保證汽封漏汽能順利外排，增大汽封漏汽前后兩端的差壓。將汽輪機(jī)前段第一級(jí)汽封由之前的排至抽汽改至排至背壓排汽管線。前段第二級(jí)汽封由之前的排至背壓排汽管線改排至高壓除氧器。

3.3 機(jī)組3#、4#軸瓦振動(dòng)超標(biāo)

3.3.1 3#瓦處理

檢查情況：襯瓦與發(fā)電機(jī)軸接觸不好；瓦枕與3#瓦底座接觸不好；瓦枕與球面瓦接觸不好；瓦枕墊片太多，最多有10塊(規(guī)范要求不超過(guò)4塊)。

處理：重新調(diào)整瓦枕底部墊鐵位置，保證瓦枕與底座接觸均勻；調(diào)整瓦枕，保證瓦枕與球面瓦接觸均勻(為保證球面瓦表面為球面，故不能對(duì)球面瓦進(jìn)行刮瓦)；經(jīng)調(diào)整后3瓦各個(gè)參數(shù)為：頂隙0.40mm，側(cè)隙0.5mm，球面緊力0.04mm，頂蓋緊力0.05mm符合制造廠安裝要求；去掉7塊薄墊片，更換為一塊0.5mm的墊片。

3.3.2 4#瓦處理

檢查情況：襯瓦與發(fā)電機(jī)軸接觸不好；瓦枕與4#瓦底座接觸不好；瓦枕與球面瓦接觸不好。

處理：重新調(diào)整瓦枕底部墊鐵位置，保證瓦枕與底座接觸均勻；調(diào)整瓦枕，保證瓦枕與球面瓦接觸均勻(為保證球面瓦表面為球面，故不能對(duì)球面瓦進(jìn)行刮瓦)；經(jīng)調(diào)整后4瓦各個(gè)參數(shù)為：頂隙0.35mm，側(cè)隙0.5mm，球面緊力0.02mm，頂蓋緊力0.06mm符合制造廠安裝要求。

3.3.3 汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)聯(lián)軸器找正(面向汽輪機(jī)，表頭打電機(jī)側(cè))

以上數(shù)據(jù)為3塊吸力表找正后的數(shù)據(jù)。從數(shù)據(jù)中可以看出發(fā)電機(jī)比汽輪機(jī)高0.45mm，左右、高低張口偏差0.035mm。

處理：4#瓦底座加一塊厚0.45mm的鋼墊；3#、4#瓦調(diào)整后進(jìn)行重新找正，找正后數(shù)據(jù)。

發(fā)電機(jī)汽隙不超過(guò)10%，符合制造廠安裝要求。

3.3.4 汽輪發(fā)電機(jī)組在線動(dòng)平衡試驗(yàn)

(1)檢修前汽輪發(fā)電機(jī)振動(dòng)值(2014年10月)，如表1，表2所示。

表1 汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子檢修前(并網(wǎng)后輸出功率2998kW)振動(dòng)值/mm

表2 汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子檢修前(并網(wǎng)后輸出功率5081kW)振動(dòng)值/mm

(2)檢修后汽輪發(fā)電機(jī)振動(dòng)值(2015年1月)，如表3，表4所示。

表3 檢修后汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子未做動(dòng)平衡前(未加載平衡塊)振動(dòng)值/mm

表4 檢修后汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡后(加載平衡塊)振動(dòng)值/mm

備注：做動(dòng)平衡為在發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子后端加每塊160g配重共加四塊。

3.3.5 中壓油動(dòng)機(jī)閥桿漏油

處理：將回油管線改造DN25；回油管重新安裝，安裝過(guò)程中不用U形彎，且管線有一定的坡度，可以自流；回油管直接接至主油箱；重新更換墊片，回油孔暢通。

3.3.6 機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定性差波動(dòng)大

(1)凸輪配汽機(jī)構(gòu)及汽輪機(jī)高壓調(diào)速汽門(mén)

檢查情況：①4組高壓調(diào)門(mén)操縱座存在嚴(yán)重卡澀現(xiàn)象；②2#、4#高壓調(diào)門(mén)操縱座安裝尺寸不對(duì)；③高壓調(diào)門(mén)與高壓油動(dòng)機(jī)之間的連桿安裝尺寸不對(duì)，造成高壓調(diào)門(mén)標(biāo)尺刻度與油動(dòng)機(jī)開(kāi)度不對(duì)；④凸輪配汽機(jī)構(gòu)安裝位置不對(duì)，造成4#高壓調(diào)門(mén)操縱座與凸輪配汽機(jī)構(gòu)無(wú)法接觸；⑤1#調(diào)門(mén)固定套筒存在嚴(yán)重磨損(直徑為32mm磨到37mm)，由套筒斷面向內(nèi)部磨損14mm。

處理：①對(duì)4組高壓調(diào)門(mén)操縱座進(jìn)行解體，拋光、打磨，并在各個(gè)拋光面上防咬合劑。最后檢查4組調(diào)門(mén)，在手動(dòng)情況下能使操縱桿活動(dòng)。②2#、4#調(diào)門(mén)在安裝定位過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)定位銷(xiāo)和球面墊片尺寸不對(duì)，進(jìn)行機(jī)加工。③連桿尺寸過(guò)長(zhǎng)，對(duì)調(diào)整套筒進(jìn)行了機(jī)加工，由140mm加工至119mm。④凸輪配汽機(jī)構(gòu)重新調(diào)整位置，保證每個(gè)操作座壓桿能和凸輪接觸，并對(duì)凸輪刻度尺進(jìn)行了標(biāo)定，到達(dá)運(yùn)行要求。⑤1#調(diào)門(mén)固定套筒內(nèi)部磨損，對(duì)內(nèi)部進(jìn)行合金焊絲亞氟焊堆焊，然后進(jìn)行機(jī)加工，內(nèi)孔直徑恢復(fù)至32mm。

(2)AST電磁閥、OPC電磁閥、電液轉(zhuǎn)換器及油動(dòng)機(jī)

檢查情況：AST電磁閥、OPC電磁閥及電液轉(zhuǎn)換器內(nèi)部卡澀嚴(yán)重，有銹跡現(xiàn)象，油動(dòng)機(jī)錯(cuò)油門(mén)內(nèi)部有銹跡現(xiàn)象。

處理：清洗AST電磁閥組，OPC電磁閥組、電液轉(zhuǎn)換器及油動(dòng)機(jī)錯(cuò)油門(mén)，使其動(dòng)作靈活，密封嚴(yán)密。

4 效果評(píng)估

(1)汽封漏汽明顯減小，在汽輪機(jī)3000轉(zhuǎn)/分帶空負(fù)荷時(shí)前軸封幾乎無(wú)漏汽，后軸封漏汽很小，帶負(fù)荷時(shí)(由于我部蒸汽外供受限最多帶50%符合)開(kāi)軸抽風(fēng)機(jī)后基本無(wú)泄漏。(2)機(jī)組注油試驗(yàn)合格，實(shí)際機(jī)械超速動(dòng)作轉(zhuǎn)速符合電建規(guī)要求。(3)中壓油動(dòng)機(jī)不漏油。(4)3#、4#軸承各方向振動(dòng)最大28um(小于考核值30um)；其它軸承振動(dòng)不超過(guò)檢修前合格值還有所下降。(5)機(jī)組調(diào)門(mén)波動(dòng)明顯減小，經(jīng)測(cè)算負(fù)荷波動(dòng)小于0.5MW(小于考核值1MW)。(6)由于潤(rùn)滑油中不帶水無(wú)需開(kāi)真空濾油機(jī)(35kW)僅電費(fèi)減少開(kāi)支35×24×30×0.71=1.7892萬(wàn)元/月。(7)共節(jié)省每桶170升L-TSA 46透平油30桶，合計(jì)為0.21×30=6.3萬(wàn)元。(8)確保了設(shè)備平穩(wěn)、安全及長(zhǎng)周期運(yùn)行，對(duì)外供汽穩(wěn)定性大幅提高。