600MW汽輪機(jī)上下缸溫差大的原因及應(yīng)對(duì)探討

楊建旭

（四川白馬循環(huán)流化床示范電站有限責(zé)任公司，四川 內(nèi)江 641000）

汽輪機(jī)的運(yùn)行經(jīng)常是處在高溫高壓的環(huán)境下。在汽輪機(jī)的運(yùn)行過程中，如果發(fā)生進(jìn)水故障，汽輪機(jī)的下缸就會(huì)在冷水的作用下急劇冷卻，引起缸體的嚴(yán)重變形，造成大軸和碰摩彎曲，在一定程度損害葉片導(dǎo)致整個(gè)汽輪機(jī)無法正常運(yùn)行。一旦汽輪機(jī)發(fā)生故障輕則讓發(fā)電廠遭受經(jīng)濟(jì)損失，重則會(huì)引起設(shè)備安全事故，對(duì)工作人員的人身造成傷害。因此對(duì)引起600MW汽輪機(jī)設(shè)備故障原因進(jìn)行分析，探究600MW汽輪機(jī)上下缸溫差大的起因，并通過分析采取有效的預(yù)防和維修措施是非常重要的。

1 600MW汽輪機(jī)上下缸溫差大的影響

汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中一旦出現(xiàn)上下缸溫差過大后，汽輪機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子的偏心率就會(huì)受到影響，當(dāng)轉(zhuǎn)子的偏心率逐漸增大，轉(zhuǎn)子的偏心運(yùn)動(dòng)也逐步加大，這就會(huì)加劇缸體內(nèi)部與轉(zhuǎn)子之間的摩擦力，摩擦力的增大會(huì)直接導(dǎo)致發(fā)熱量的加劇，最終導(dǎo)致溫度急劇上升，轉(zhuǎn)子與汽輪機(jī)背部的摩擦碰撞還會(huì)給汽輪機(jī)的運(yùn)行安全帶來極大的危險(xiǎn)。溫度的升高汽輪機(jī)上下缸溫差逐漸增大，而溫度升高帶來的后果之一就是缸體變形，缸體變形又會(huì)造成汽輪機(jī)內(nèi)部密封面的漏氣。另外缸體的變形會(huì)導(dǎo)致動(dòng)靜副之間的間歇變小，摩擦進(jìn)一步加劇，最終會(huì)導(dǎo)致大軸發(fā)生彎曲，汽輪機(jī)振動(dòng)加劇，無法正常平穩(wěn)的運(yùn)行。

2 600MW汽輪機(jī)上下缸溫差大的原因

（1）設(shè)計(jì)的不合理

600MW主要由汽缸、轉(zhuǎn)子以及附屬設(shè)備組成，在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中為了汽缸生產(chǎn)以及運(yùn)輸?shù)谋憷裕瑢⑵追指畛蓛刹糠诌M(jìn)行設(shè)計(jì)，而在一些特殊的情況下會(huì)將汽輪機(jī)分成多個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)為了達(dá)到良好的保溫效果，在汽輪機(jī)的外部有時(shí)還會(huì)加轉(zhuǎn)一層外套層。600MW汽輪機(jī)內(nèi)部轉(zhuǎn)子主要由主軸、葉輪和葉片等幾個(gè)部件組成。而汽輪機(jī)的附屬設(shè)備包括疏水系統(tǒng)、測(cè)溫系統(tǒng)以及進(jìn)排風(fēng)系統(tǒng)。內(nèi)部建構(gòu)的復(fù)雜性，導(dǎo)致汽輪機(jī)在組裝時(shí)要求裝配的精度非常高。因此汽輪機(jī)設(shè)計(jì)過程中，每個(gè)零部件的設(shè)計(jì)都非常重要，一個(gè)小零部件的設(shè)計(jì)偏差就會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)在進(jìn)行組裝運(yùn)行后產(chǎn)生汽缸上下溫差加劇的結(jié)果。

（2）汽輪機(jī)組裝不合理

600MW汽輪機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，組成零部件也較多，在設(shè)計(jì)階段，汽缸的分體設(shè)計(jì)為后期汽輪機(jī)裝配帶來了一定的難度。汽輪機(jī)的裝配精度要求高，但是眾多的零部件在組裝過程中，一旦出現(xiàn)一個(gè)小零部件的組裝沒有達(dá)到精度要求，也會(huì)造成汽輪在運(yùn)行過程中產(chǎn)生上下缸溫差加劇的結(jié)果。

（3）汽輪機(jī)的操作不當(dāng)

600MW汽輪機(jī)在運(yùn)行過程中發(fā)生機(jī)組跳閘時(shí)，由于工作人員操作失誤誤開了疏水電動(dòng)門，引起汽輪機(jī)汽缸內(nèi)形成冷水冷氣，從而導(dǎo)致汽輪機(jī)上下缸溫差問題。另外，當(dāng)汽輪機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后按照汽輪機(jī)的操作規(guī)程，應(yīng)該開啟頂軸油泵和交直流潤(rùn)滑泵來確保汽輪機(jī)機(jī)組的正常運(yùn)行。而頂軸油泵和交直流潤(rùn)滑泵的開啟會(huì)造成疏水管道內(nèi)的冷水倒流進(jìn)入氣缸，從而引起汽輪機(jī)上下缸溫差過大。工作人員在開啟頂軸油泵和交直流潤(rùn)滑泵后，按照經(jīng)驗(yàn)判斷沒有對(duì)汽缸進(jìn)行徹底的疏水操作，這就會(huì)導(dǎo)致汽缸內(nèi)的冷水冷氣進(jìn)入夾層從而加劇汽輪機(jī)上下缸的溫差。

（4）汽輪機(jī)的設(shè)備運(yùn)行不當(dāng)

在600MW汽輪機(jī)的運(yùn)行中由于下汽缸散熱面積大保溫性能較低，導(dǎo)致上下缸的溫差能達(dá)到很高的數(shù)值。另外，汽輪機(jī)在運(yùn)行啟停過程中，下汽缸的溫度變化比較大，而如果發(fā)生疏水系統(tǒng)的不通暢，汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)冷水會(huì)倒流進(jìn)去汽缸導(dǎo)致下汽缸溫度下降。在汽輪機(jī)運(yùn)行過程中溫度逐漸升高，氣化后的水氣在遇到汽缸壁時(shí)冷凝回流到下汽缸內(nèi)。這幾種下汽缸運(yùn)行過程中的下汽缸溫度下降的原因都會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)上下缸體溫差加劇。

熱敏傳感器在工作時(shí)如果不能夠安裝在合理的位置，那么在實(shí)際600MW汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，就不能準(zhǔn)確的測(cè)量汽輪機(jī)溫度的變化，從而引起汽輪機(jī)故障。

（5）設(shè)備維護(hù)不及時(shí)

600MW汽輪機(jī)長(zhǎng)期在高溫高壓的環(huán)境下工作，內(nèi)部零部件的工作強(qiáng)度極大，因此及時(shí)的進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)是保證汽輪機(jī)安全運(yùn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而如果設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)不及時(shí)，對(duì)汽輪機(jī)內(nèi)部故障零部件不進(jìn)行及時(shí)的更換和維修，很容易引起汽輪機(jī)故障以及汽輪機(jī)安全事故。

（6）汽輪機(jī)質(zhì)量影響

600MW汽輪機(jī)高溫高壓的工作環(huán)境以及高強(qiáng)度的工作狀態(tài)，對(duì)汽輪機(jī)在生產(chǎn)制造過程中零部件的材料選擇以及汽輪機(jī)部件的生產(chǎn)質(zhì)量有很高的要求。

3 600MW汽輪機(jī)上下缸溫差大故障應(yīng)對(duì)措施

（1）600MW汽輪機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生大量的熱量，但是汽缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由于生產(chǎn)運(yùn)行需要密封性良好，從而導(dǎo)致汽輪機(jī)內(nèi)部的熱量不容易散失。另外汽輪機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)部摩擦也會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，因此做好汽輪機(jī)內(nèi)部溫度的監(jiān)測(cè)、記錄很重要。同時(shí)要對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄分析，逐步的掌握汽輪機(jī)上下缸溫差出現(xiàn)變化的情況以及工況，以便進(jìn)行后期的汽輪機(jī)上下缸溫差大故障原因分析，根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)出現(xiàn)上下缸溫差變大的情況，及時(shí)采取措施控制溫差擴(kuò)大。

（2）優(yōu)化汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)

600MW汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)時(shí)動(dòng)力不足的情況。這主要是由于汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮機(jī)組運(yùn)行時(shí)高負(fù)荷量的因素，因此在實(shí)際的汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)會(huì)出現(xiàn)汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)疏水系統(tǒng)工作不良好。在進(jìn)行汽輪機(jī)的機(jī)構(gòu)性能設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮能夠影響汽輪機(jī)運(yùn)行情況的各種因素。對(duì)汽輪機(jī)在實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)的一些運(yùn)行狀況不良好的情況進(jìn)行充分的調(diào)研和參考研究，結(jié)合汽輪機(jī)運(yùn)行的具體工作環(huán)境對(duì)汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。另外600MW汽輪機(jī)在安裝時(shí)一定要按照汽輪機(jī)生產(chǎn)廠家提供的組裝標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的精度以及安裝順序進(jìn)行安裝，在安裝的每一步都要進(jìn)行反復(fù)的核實(shí)，將安裝時(shí)人為影響汽輪機(jī)安裝精度的因素降到最低。

（3）汽輪機(jī)疏水系統(tǒng)改造

將汽輪機(jī)的疏水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，將汽缸內(nèi)的疏水系統(tǒng)與主蒸汽管道的疏水系統(tǒng)進(jìn)行有效的隔離，避免在汽輪機(jī)啟停時(shí)疏水系統(tǒng)互相影響，保證在汽輪機(jī)的整個(gè)運(yùn)行過程中疏水系統(tǒng)的疏水效果保持最佳狀態(tài)。

（4）優(yōu)化汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)的運(yùn)行問題

針對(duì)汽輪機(jī)在啟停時(shí)疏水系統(tǒng)問題導(dǎo)致冷水回流汽缸造成汽缸上下缸溫差增大的情況，可以適當(dāng)?shù)膶?duì)疏水管道的高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，同時(shí)把輸水管道盡量梳理平整，盡量減少汽輪機(jī)在啟停過程的冷水回流現(xiàn)象。

（5）對(duì)汽輪機(jī)零部件的采購(gòu)以及生產(chǎn)質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控

汽輪機(jī)的安全可靠運(yùn)行是保證發(fā)電廠正常發(fā)電的重要因素，而汽輪機(jī)的質(zhì)量直接影響著汽輪機(jī)在實(shí)際工作工程中能否安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此汽輪機(jī)生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)汽輪機(jī)的時(shí)候，要對(duì)汽輪機(jī)的各個(gè)零部件質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控，從設(shè)計(jì)階段就要嚴(yán)格要求零部件的制造材料，以及零部件工藝處理手段，生產(chǎn)過程中也要嚴(yán)格把控生產(chǎn)制造每一個(gè)環(huán)節(jié)中能夠影響汽輪機(jī)質(zhì)量的因素，保證汽輪機(jī)的制造質(zhì)量達(dá)到行業(yè)以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

4 結(jié)語

600MW汽輪機(jī)在發(fā)電廠日常發(fā)電工作中的正常運(yùn)行，影響著整個(gè)發(fā)電廠發(fā)電量以及整個(gè)發(fā)電廠正常發(fā)電。而發(fā)電廠的正常工作則影響著生產(chǎn)生活的方方面面。因此在對(duì)汽輪機(jī)上下缸溫差大的原因及其故障后果進(jìn)行充分的分析了解后，在汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)制造過程中要嚴(yán)格要求，不斷的對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行以及設(shè)計(jì)中的不合理現(xiàn)象進(jìn)行改進(jìn)，不斷的在設(shè)計(jì)制造中針對(duì)汽輪機(jī)上下缸溫差大的具體原因深入分析，提出優(yōu)化革新設(shè)計(jì)方案，保證汽輪機(jī)在日常工作中的安全穩(wěn)定運(yùn)行。