芻議汽輪機(jī)脹差大事故的處理

李志剛

摘　要：汽輪機(jī)作為發(fā)電廠能量轉(zhuǎn)換的主要?jiǎng)恿υO(shè)備之一，在長(zhǎng)期的使用中極易發(fā)生脹差增大引發(fā)安全隱患的現(xiàn)象。本文將針對(duì)汽輪機(jī)脹差增大事故的處理進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析論述。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；膨脹差；事故處理

汽輪機(jī)膨脹差事故的發(fā)生原因較為復(fù)雜、多變，所以在針對(duì)汽輪機(jī)脹差大事故的分析中，本文將以上海某場(chǎng)汽輪機(jī)膨脹差大事故為案例，進(jìn)行故障處理的研究。

一、汽輪機(jī)脹差大事故案例分析

我國(guó)上海某廠在2014年12月份左右，廠內(nèi)汽輪機(jī)在運(yùn)行使用的過(guò)程中高壓缸脹差在不同時(shí)期出現(xiàn)了4次的升高現(xiàn)象，其中一次較為嚴(yán)重的狀況是高壓缸脹差從2.2mm直接跳升到了4.0mm；不僅如此，在此后的一段時(shí)間內(nèi)，高壓缸脹差運(yùn)行值不斷發(fā)生變化，并在次年的2月再次出現(xiàn)較大波動(dòng)，高壓缸差脹值一度達(dá)到4.85mm，直接逼近5.5mm報(bào)警峰值，并在機(jī)組負(fù)荷正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況下持續(xù)攀升，遲遲沒(méi)有回落的趨勢(shì)，對(duì)于此種狀況的發(fā)生，廠內(nèi)領(lǐng)導(dǎo)為了避免高壓缸差脹到達(dá)5.5mm峰值發(fā)生碰摩造成了嚴(yán)重安全重大隱患事故，故下令立刻停機(jī)進(jìn)行汽輪機(jī)機(jī)組檢查維修處理。

二、汽輪機(jī)脹差的含義

汽輪機(jī)在正常條件下進(jìn)行工作運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，汽輪機(jī)內(nèi)部的汽缸與轉(zhuǎn)子都存在一個(gè)以死點(diǎn)為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)而出現(xiàn)的膨脹或者收縮現(xiàn)象；但是，汽缸與轉(zhuǎn)子在汽輪機(jī)工作及停車狀態(tài)下所處的基礎(chǔ)條件存在一定的差異（即：重量、結(jié)構(gòu)、表面積等），所以在機(jī)組加熱的過(guò)程中，轉(zhuǎn)子的膨脹數(shù)值往往會(huì)比汽缸的要高出許多；而在冷卻的時(shí)候，轉(zhuǎn)子的收縮數(shù)值同樣也要高于汽缸；正是由于這種膨脹差數(shù)值差異的存在，二者之間膨脹差值便被稱作脹差。通常噴嘴出口至動(dòng)葉入口的軸向間隙要比動(dòng)葉出口至噴嘴入口的軸向間隙小，更容易發(fā)生超限現(xiàn)象，因此脹差負(fù)值比正值更加危險(xiǎn)。當(dāng)工況狀況穩(wěn)定時(shí)，轉(zhuǎn)子與汽缸的溫度基本保持穩(wěn)定，彼此間存在的脹差波動(dòng)也不會(huì)出現(xiàn)較大的變化。但是，當(dāng)脹差數(shù)值超過(guò)預(yù)警數(shù)值的時(shí)候，一旦不對(duì)汽輪機(jī)脹差進(jìn)行及時(shí)的處理及控制，就會(huì)導(dǎo)致動(dòng)靜部件發(fā)生劇烈的摩擦，使汽輪機(jī)出現(xiàn)過(guò)勞磨損損壞，嚴(yán)重的狀況下可能使機(jī)組報(bào)廢并傷及工作人員，所以此時(shí)只能打閘停機(jī)。

三、汽輪機(jī)脹差大事故故障分析

汽輪機(jī)出現(xiàn)脹差增大并發(fā)生故障的原因多種多樣，本文將逐一的對(duì)脹差增大的事故原因進(jìn)行詳細(xì)的分析論述。①汽輪機(jī)組中測(cè)量?jī)x表出現(xiàn)損壞或者誤差，測(cè)量的支架長(zhǎng)期使用后出現(xiàn)變形記松動(dòng)等現(xiàn)象，導(dǎo)致在脹差測(cè)量中出現(xiàn)數(shù)據(jù)差異。②汽輪機(jī)組在啟動(dòng)的時(shí)候暖機(jī)時(shí)間不足，升速及升負(fù)荷的速度過(guò)快。③汽輪機(jī)組內(nèi)部汽缸的法蘭加熱裝置及汽缸的夾層之間的加熱溫度過(guò)低導(dǎo)致加熱作用喪失或不足。④軸封供汽量大幅度增加或溫度太高致使軸頸增長(zhǎng)。⑤汽輪機(jī)組啟動(dòng)的時(shí)候各項(xiàng)參數(shù)太高；⑥推力軸承長(zhǎng)時(shí)間工作后磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致軸向位移加大。⑦汽輪機(jī)組汽缸保溫層年久失修、缺乏更換，致使保溫層脫落、保溫效果降低，使冬季冷氣大量進(jìn)入機(jī)組汽缸內(nèi)部。⑧沒(méi)能夠有效的避免冷氣從外界進(jìn)去雙層缸的夾層之中。⑨汽輪機(jī)組內(nèi)部相鄰轉(zhuǎn)子發(fā)生膨脹變化后，彼此產(chǎn)生影響，造成脹差增加。⑩汽缸內(nèi)部真空度發(fā)生變化。B11汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速出現(xiàn)不穩(wěn)定變化。B12汽輪機(jī)組內(nèi)部各級(jí)抽汽量出現(xiàn)不穩(wěn)定波動(dòng)，影響脹差變化。B13汽輪機(jī)組內(nèi)部軸承油溫溫度無(wú)法降低、持續(xù)走高。B14汽輪機(jī)組停機(jī)之后，受到“泊桑效應(yīng)”的影響。B15汽輪機(jī)組的前部軸承箱長(zhǎng)期使用后出現(xiàn)縱銷卡澀的狀況，導(dǎo)致前軸承箱內(nèi)部受力出現(xiàn)差異，在汽缸熱脹冷縮的影響下無(wú)法正常滑動(dòng)，從而讓軸承箱的局部出現(xiàn)變形現(xiàn)象，引發(fā)軸承箱底部固定的膨脹測(cè)量之間松動(dòng)，影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確定。在進(jìn)行故障的排查過(guò)程中，要側(cè)重于對(duì)軸承箱前箱壓板角銷間隙、縱向鍵間隙、抽氣管道支吊架形變狀況等的研究分析。

四、汽輪機(jī)脹差大事故的檢查方法

在進(jìn)行汽輪機(jī)膨脹差大事故檢查的過(guò)程中，應(yīng)遵循先易后難的原則進(jìn)行事故的檢查分析。首先應(yīng)該對(duì)測(cè)量?jī)x表、支架的剛度以及是否發(fā)生變形等進(jìn)行自己的檢測(cè)以及觀察。在檢查的過(guò)程中為了提高安全性與準(zhǔn)確性，可以增加一副測(cè)量探頭，并將支架進(jìn)行二次固定加固處理。其次，應(yīng)對(duì)汽輪機(jī)組中心梁進(jìn)行檢查，在本案例故障的研究中并未發(fā)現(xiàn)其出現(xiàn)變形。然后應(yīng)對(duì)汽輪機(jī)軸承箱的角銷間隙進(jìn)行檢查，在檢查的時(shí)候應(yīng)先固定好軸承箱，然后將角銷拆下，對(duì)角銷整體是否存在毛刺、劃痕、斷裂、破損等現(xiàn)象進(jìn)行檢查；本故障檢查中并未發(fā)現(xiàn)相關(guān)破損現(xiàn)象。之后應(yīng)做好前箱套裝油管的檢查工作，在本次案例故障的檢查中，發(fā)現(xiàn)前箱套裝油管的四邊均存在間隙，間隙數(shù)值經(jīng)測(cè)量在50mm左右，該數(shù)值以超出前箱的正常移動(dòng)量。需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，套裝油管不會(huì)對(duì)前箱膨脹產(chǎn)生阻礙作用。臨末是對(duì)前箱底部縱銷及墊鐵進(jìn)行開(kāi)箱內(nèi)部檢查，本故障案例檢查中并未發(fā)?問(wèn)題。在本次事故的檢查中，發(fā)現(xiàn)引發(fā)膨脹差增加的主要原因是拉前箱問(wèn)題。

五、汽輪機(jī)組膨脹差拉前箱的處理

首先應(yīng)將拉前箱的兩則貓爪焊接固定支點(diǎn)，并將中心梁螺栓及銷釘拆除；使用千斤頂將氣缸頂起0.20mm，并將貓爪下部的貓爪橫銷拔出、拆除與前箱連接的進(jìn)回油管等管道。做好后，將熱工線與前箱的前部電纜橋架逐一的按照順序進(jìn)行拆除，如果在拆除的過(guò)程中出現(xiàn)了卡澀現(xiàn)象，則可以使用行車將前箱上吊40mm進(jìn)行拆除工作。其次，拉出前箱檢查后發(fā)現(xiàn)前軸承箱底部后半個(gè)縱向鍵卡死在前軸承箱鍵槽內(nèi)，鍵槽和鍵銹蝕嚴(yán)重，固定縱向鍵的3條M20螺栓全部被切斷，螺栓斷頭將鍵槽頂部間隙頂死并在底部水平面上滑出溝痕。檢查軸承箱底部墊鐵接觸在50%以上，沒(méi)有劃痕。將縱向鍵拆下打磨掉鐵銹，測(cè)量縱向鍵與鍵槽劃痕配合間隙為0.06～0.08mm，符合標(biāo)準(zhǔn)。然后對(duì)前箱內(nèi)部的縱向鍵固定螺栓進(jìn)行匹配更換，選擇適宜的尺碼重新裝回軸承箱的內(nèi)部。臨末經(jīng)開(kāi)機(jī)校驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)脹差符合規(guī)定，處于正?，F(xiàn)象。機(jī)器得以穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，故障得以排除。

綜上所述，本文以上海某廠汽輪機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的膨脹差持續(xù)增大故障為案例進(jìn)行了分析研究。在未來(lái)的汽輪機(jī)推廣使用的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)脹差變化及汽輪機(jī)運(yùn)行的實(shí)際狀況進(jìn)行脹差故障的分析以及對(duì)策的研究，只有這樣才能夠提高汽輪機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬明，郭愷.汽輪機(jī)運(yùn)行中脹差的分析和控制.科技資訊.2014年22期.

[2]李衍平.300MW汽輪機(jī)脹差變化的原因分析與控制國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2014年02期.

[3]張德澤.法國(guó)330MW汽輪機(jī)脹差異常的原因分析及應(yīng)對(duì)措施.四川電力技術(shù).2010年04期.

來(lái)源：科技風(fēng)

（版權(quán)歸原作者或機(jī)構(gòu)所有）