汽機(jī)裝置開工調(diào)試階段設(shè)備故障分析及處理措施

廖尚君LIAO Shang-jun；張萬全ZHANG Wan-quan；歐鳳蘭OU Feng-lan

（①中國(guó)石油四川石化有限責(zé)任公司，彭州 611930；②金維有限責(zé)任公司，彭州 611930）

（①Petrochina Sichuan Petrochemical Co.，Ltd.，Pengzhou 611930，China；②Jinwei Co.，Ltd.，Pengzhou 611930，China）

1 概述

四川石化公用工程部自備電站汽輪機(jī)裝置主要負(fù)責(zé)公司蒸汽管網(wǎng)供汽和4 臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行，運(yùn)行設(shè)備主要分為汽機(jī)公用系統(tǒng)設(shè)備和汽輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備。主要設(shè)備包括4 臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組及輔助系統(tǒng)、12 臺(tái)減溫減壓器、5臺(tái)高壓給水泵等。

2 開車過程中出現(xiàn)的設(shè)備故障

汽機(jī)裝置在開車試運(yùn)過程中，出現(xiàn)的問題主要有4 臺(tái)減溫減壓器出口短節(jié)開裂、5 臺(tái)高壓鍋爐給水泵抱軸、汽輪發(fā)電機(jī)組燒瓦等問題，主要內(nèi)容如下：

2.1 減溫減壓器出口短節(jié)開裂問題 2013 年8 月至2014 年1 月，自備電站1#、2#、3#、4#減溫減壓器相繼出現(xiàn)減壓閥后短節(jié)開裂問題，導(dǎo)致減溫減壓器不能安全運(yùn)行。

2.1.1 原因分析 ①焊接工藝不當(dāng)是導(dǎo)致節(jié)流管焊縫開裂的主要原因。②設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致短節(jié)開裂，短節(jié)變徑處采用角焊縫結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致變徑不連續(xù)部位，存在應(yīng)力集中。③管道積水導(dǎo)致堿應(yīng)力腐蝕，由于1#、2#、3#、4#減溫減壓器出口流量計(jì)采用帶凸臺(tái)的噴嘴流量計(jì)，導(dǎo)致停運(yùn)或備用時(shí)管道內(nèi)存在一定深度積水，減溫減壓器備用時(shí)，容易形成干濕交替環(huán)境，導(dǎo)致堿的濃縮，濃度增大導(dǎo)致堿應(yīng)力腐蝕。④蒸汽管系振動(dòng)導(dǎo)致減溫減壓器出口短節(jié)應(yīng)力集中，由于減溫減壓器管系長(zhǎng)期存在振動(dòng)、管系膨脹受阻等問題，長(zhǎng)期應(yīng)力集中導(dǎo)致焊縫撕裂。

2.1.2 整改措施 通過對(duì)設(shè)備失效原因進(jìn)行分析，對(duì)減溫減壓器出口短節(jié)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，主要內(nèi)容如下：①優(yōu)化焊接工藝，采用NB/T47014-2011《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》進(jìn)行評(píng)定合格的焊接工藝進(jìn)行焊接，對(duì)焊縫進(jìn)行熱處理；②更換出口短節(jié)，短節(jié)變徑處采用平滑過渡，不采用角焊縫結(jié)構(gòu)，避免應(yīng)力集中；③在流量計(jì)凸臺(tái)前增加疏水點(diǎn)，避免管系積水，防止產(chǎn)生堿應(yīng)力腐蝕；④消除管系振動(dòng)、管系膨脹受阻問題，調(diào)整管系彈簧支吊架，增加阻尼器，管系膨脹受阻障礙物進(jìn)行清除，消除應(yīng)力集中。

2.1.3 整改效果 通過對(duì)4 臺(tái)減溫減壓器出口短節(jié)進(jìn)行更換，目前運(yùn)行狀態(tài)良好，未出現(xiàn)開裂問題。

2.2 高壓鍋爐給水泵抱軸問題

2.2.1 原因分析 ①軸套間隙過小，通過統(tǒng)計(jì)可發(fā)現(xiàn)大軸抱死情況出現(xiàn)在除氧器提溫后，給水飽和壓力升高（158℃水飽和壓力0.588MPaA），由于機(jī)封軸套與泵襯套間隙較小，導(dǎo)致在停泵過程中，間隙內(nèi)液體降壓汽化，導(dǎo)致軸套和襯套動(dòng)靜摩擦。②目前實(shí)際運(yùn)行特性曲線與技術(shù)協(xié)議特性曲線不一致，較技術(shù)協(xié)議特性曲線陡，揚(yáng)程較高。通過泵啟動(dòng)曲線分析，泵振動(dòng)最大值出現(xiàn)在泵升速升壓階段，通過泵運(yùn)行記錄統(tǒng)計(jì)，單臺(tái)泵啟動(dòng)過程中，泵振動(dòng)值正常且未出現(xiàn)振動(dòng)大跳泵現(xiàn)象，初步分析泵振動(dòng)與母管壓力存在一定關(guān)系，由于泵出口最小流量閥在主閥前后無壓差時(shí)，流體通過旁路返回除氧器水箱，流量較低，壓力較高；主閥前后存在壓力差時(shí)，流體通過主閥供給鍋爐給水，流量較大；在泵啟動(dòng)過程中，由于壓力升速較大，能量積聚未及時(shí)釋放，使泵體內(nèi)部動(dòng)靜壓力脈沖分布不均而使泵軸向力和徑向力增大導(dǎo)致振動(dòng)加劇。③泵入口濾網(wǎng)凈流面積較小，導(dǎo)致濾網(wǎng)單位面積受水流壓力較大，水流狀態(tài)不穩(wěn)定，導(dǎo)致在運(yùn)行過程中壓差未報(bào)警，但拆體檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)撕裂。

2.2.2 整改措施 ①通過設(shè)計(jì)和廠家針對(duì)實(shí)際運(yùn)行情況，對(duì)給水泵襯套進(jìn)行加工，使襯套與軸套單側(cè)最小間隙增至0.85mm，避免在停泵過程中由于間隙過小而產(chǎn)生動(dòng)靜摩擦。②工頻電機(jī)更改為變頻電機(jī)，盡量降低母管壓力，達(dá)到降低泵啟動(dòng)過程中振動(dòng)值的目的。③更換泵入口濾網(wǎng)，由Y 型濾網(wǎng)更換為通流面積更大的籃式濾網(wǎng)，減小水流阻力，提高泵入口流體穩(wěn)定性。④根據(jù)成達(dá)設(shè)計(jì)說明，對(duì)大軸振動(dòng)邏輯保護(hù)進(jìn)行更改，由85μm 保護(hù)動(dòng)作更改為110μm 延時(shí)5s 保護(hù)動(dòng)作。

2.2.3 整改效果 通過上述整改措施，高壓鍋爐給水泵再未出現(xiàn)抱軸現(xiàn)象，泵運(yùn)行正常，達(dá)到安全穩(wěn)定運(yùn)行要求。

2.3 汽輪發(fā)電機(jī)組設(shè)備問題 2013 年9 月28 日，汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)入正式啟動(dòng)工作，2014 年4 月5 日，4 臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組完成72+24h 試運(yùn)工作，目前已進(jìn)入正式生產(chǎn)階段。在啟動(dòng)過程中，分別出現(xiàn)1#、2#、3#、4#汽輪機(jī)軸瓦磨損事故。

2.3.1 原因分析 ①軸瓦間隙原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不符合實(shí)際生產(chǎn)需要；②汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中心不正導(dǎo)致軸瓦損壞；③由于機(jī)組不平衡量較大，啟動(dòng)過程中出現(xiàn)振動(dòng)偏大。

2.3.2 整改措施 ①根據(jù)廠家修改設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)汽輪機(jī)軸瓦間隙和安裝要求進(jìn)行重新安裝，調(diào)整各項(xiàng)指標(biāo)；②轉(zhuǎn)子重新對(duì)中找正，嚴(yán)格按照技術(shù)要求執(zhí)行；③機(jī)組進(jìn)行動(dòng)平衡試驗(yàn)，降低不平衡量。

2.3.3 整改效果 目前4 臺(tái)汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行情況良好，未發(fā)生軸瓦磨損情況。

3 事故預(yù)防措施

通過匯總自備電站汽機(jī)裝置開工過程中出現(xiàn)的問題，積極汲取其他單位的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，對(duì)自備電站汽機(jī)裝置進(jìn)行以下事故預(yù)防：

3.1 燒瓦事故 機(jī)組和機(jī)泵燒瓦事故是電廠汽機(jī)裝置常見事故之一，主要是由于潤(rùn)滑油瞬間斷供造成，可能的原因有主油泵工作失常，輔助油泵未及時(shí)啟動(dòng)或失效，潤(rùn)滑油管道被異物堵塞，油質(zhì)嚴(yán)重不合格等因素造成，通過對(duì)輔助油泵定期試驗(yàn)、嚴(yán)格執(zhí)行檢維修制度、潤(rùn)滑油管理制度等方式對(duì)事故進(jìn)行預(yù)防。

3.2 安全閥失效事故 汽機(jī)裝置安全閥主要是使用在蒸汽系統(tǒng)，安全閥是否正常直接關(guān)系自備電站對(duì)外供汽系統(tǒng)安全穩(wěn)定，安全閥失效主要有運(yùn)行壓力到起跳壓力未動(dòng)作和動(dòng)作壓力低兩種情況，為避免安全閥失效事故，要加強(qiáng)安全閥定期校驗(yàn)和日常維護(hù)工作，保證安全閥正常運(yùn)行。

3.3 壓力容器、管道失效事故 汽機(jī)裝置壓力容器、管道內(nèi)部高溫高壓介質(zhì)較多，長(zhǎng)期運(yùn)行可能存在失效風(fēng)險(xiǎn)，通過對(duì)壓力容器、管道進(jìn)行定期檢驗(yàn)，對(duì)支吊架進(jìn)行檢查、管道膨脹量進(jìn)行標(biāo)示等方法避免失效事故。

3.4 密封失效事故 汽機(jī)裝置中低壓管道、容器較多采用法蘭連接方式，靜密封采用墊片密封，原設(shè)計(jì)多采用合成纖維墊，由于安裝、工況變化等原因，部分墊片失效損壞，造成現(xiàn)場(chǎng)漏點(diǎn)較多，對(duì)部分關(guān)鍵管道密封點(diǎn)進(jìn)行墊片升級(jí)，采用金屬纏繞墊進(jìn)行更換，延長(zhǎng)墊片周期。

4 保證裝置設(shè)備平穩(wěn)運(yùn)行的措施

4.1 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備日常管理工作，使各類設(shè)備達(dá)到安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行要求，提高現(xiàn)場(chǎng)缺陷處理力度，達(dá)到缺陷及時(shí)處理的目的。

4.2 加強(qiáng)設(shè)備日常狀態(tài)分析工作，對(duì)設(shè)備隱患早發(fā)現(xiàn)、早處理，達(dá)到預(yù)知維修的目的。

4.3 積極配合工藝需求，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)設(shè)備運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到挖潛增效的目的。

[1]周云丹.縣級(jí)供電企業(yè)線損管理分析[J].中國(guó)科技信息，2005（15）.

[2]楊毅波，何人望.配電網(wǎng)故障原因分析及應(yīng)對(duì)措施[J].大眾科技，2010（02）.

[3]李玉萍，王曉明.提高配網(wǎng)供電可靠性的分析與促進(jìn)措施[J].民營(yíng)科技，2007（05）.