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收藏 | 举报 2021-08-18 16:32   关注:2   回答:0

浅谈电厂运行中轴瓦温度异常的处理

待解决 悬赏分:0 - 离问题结束还有
        一、背景介绍

燃机电厂采用STAG-109FA-SS单轴联合循环机组,由PG9351FA型燃气轮机、D10型三压再热系统的双缸双流式汽轮机、390H型氢冷发电机、与三压再热但带冷凝器除氧的自然循环余热锅炉组成[1]。除余热锅炉由杭锅配套外,其余由哈尔滨动力设备股份有限公司及美国通用电气公司提供。燃气轮机、蒸汽轮机和发电机刚性地串联在一根长轴上,轴配置形式为:GT(燃机)—ST(汽机)—GEN(发电机)。整个轴系共由8个轴承支撑,2#、1#轴承支撑燃机,3#、4#轴承支撑高中压缸,5#、6#轴承支撑低压缸,7#、8#轴承支撑发电机,其中1#、2#、3#、4#、5#轴承为可倾瓦轴承,其余为椭圆瓦轴承。本文主要讨论4#轴承在运行中轴瓦温度高的问题。

二、轴承运行现状

燃气轮机机组在经过检查型A修后,长时间处于停机状态。冷态开机后发现,该机组4#轴承轴瓦金属出现温度高的现象。机组在满负荷运行时,对4#轴瓦、5#轴瓦以及润滑油进油温度进行实时监测。通过监测数据可以发现,在机组满负荷运行时,4#轴承两个瓦温测点数据均处于轴瓦温度高报警值附近,而5#轴瓦温度基本处于100℃以下,4#轴承轴瓦在运行中存在温度高的异常现象,威胁着机组的安全稳定运行[2]。

三、轴瓦温度异常分析

该电厂4#轴承属于可倾瓦轴承,在轴瓦表面覆盖着一层巴氏合金,温度较高或轴瓦所受应力异常时,巴氏合金会出现变形。轴承在正常工作时,轴瓦与高速运转的转子之间会建立一层油膜,油膜起着润滑与冷却的作用。在运行中,油膜的成功建立是轴承正常工作的重要保证。影响油膜建立的因素有很多,包括润滑油的油质与油温、润滑油的进油量大小,轴瓦与转子之间的间隙、轴承内润滑油的保压能力等。除此在外,4#轴承与高中压缸的轴封相邻,不排除轴封漏气较大时对轴承轴瓦温度的影响。

(一)分析润滑油油质与油温对轴瓦温度的影响

润滑油的油质影响油膜的建立,在运行中经常会出现例如润滑油颗粒度不合格等情况。经过调查发现,该厂会定期对润滑油进行取样分析,同时该机组长期使用外接滤油机对润滑油进行过滤,并未发现润滑油油质出现问题。

(二)分析润滑油油温对轴瓦温度的影响

在机组运行中,运行人员时刻对润滑油温进行监视,保证润滑油温在正常许可范围内。同时,通过查看两天的运行数据可以看出,润滑油进油温度一直处于41℃左右,属于正常运行范围。

(三)分析高中压缸处轴封漏气对轴承温度的影响

当4#轴瓦出现温度高情况时,该厂检修人员多次对4#轴承周边环境进行检查,并使用点温枪测量中压缸侧轴封处温度,未发现异常现象。

(四)分析润滑油进油量对轴承温度的影响

润滑油进油量影响油膜建立的质量,在机组建造时,润滑油进油量由电力设计院规定,一般不进行改动。通过查看该机组检修历史记录发现,该机组曾出现5#轴承轴瓦温度高现象,在经过与厂家沟通后,分别对4#、5#轴承进油孔内径进行的调整,增大5#轴承进油量,降低4#轴承进油量,试图降低5#轴承轴瓦温度,但是调整后未不到预期效果。后续调查发现是该厂4#、5#轴承轴瓦温度测点接反。

(五)分析轴瓦与转子间隙对轴瓦温度高的影响

该机组5#轴承曾有过中心调整,将5#轴承整体抬高0.17mm,但机组运行发现轴承轴瓦温度变化不如预期明显,怀疑转子载荷分布不均导致轴承轴瓦变形,导致轴承内油膜质量差,无法有效地对4#轴承轴瓦进行冷却,从而造成4#轴承轴瓦温度高现象。

四、轴承检修

经过分析后,本次的轴承检修包括两个内容,第一项是将4#、5#轴承节流孔板恢复到初始设计值,第二项是拆出4#、5#轴承并进行检查,必要时对轴瓦重新浇筑。将轴承拆出后,首先检查轴承轴瓦外观,发现轴承最下部瓦块中心区域出现明显的压痕,该区域与轴承内表面的硬质钢区接触,是轴瓦的主要受力区域,此现象可以推断该瓦块受到了较大的载荷,轴瓦很可能出现变形。为了进一步验证上诉推断,对下半部轴承进行压假轴步骤,检查轴瓦与转子的接触情况。在压假轴后,轴瓦上红丹的痕迹出现了分布不均匀的情况,可以判断出轴瓦发生了变形,需要返厂重新浇筑,轴瓦浇筑完成后,将轴承重新装进机组,对轴承与转子找中心,将轴承与转子的相对位置恢复到修前状态。机组开机后,通过查看运行曲线,4#轴承轴瓦在经过检修后温度发生明显的改善,在机组满负荷时轴瓦温度平均下降10℃左右,如表1所示:

表1 满负荷时轴瓦温度情况

结语

在电厂运行中,轴承轴瓦温度是保证机组安全运行的重要数据之一。电厂运规规定,轴承轴瓦温度高报警设定值为115.5℃,轴承轴瓦温度高-高报警设定值为126.7℃。经过对电厂燃气轮机机组在满负荷运行中轴承轴瓦温度高现象进行分析,制定相应的检修处理措施,提高电厂运行中的设备安全,保障电厂的经济效益。