聯(lián)合循環(huán)機組汽輪機脹差測點異常分析

李仲達

（北京太陽宮燃氣熱電有限公司，北京 100028）

0 前言

該文就北京太陽宮燃氣熱電有限公司（以下簡稱京陽熱電）脹差測點缺陷的分析為例，通過檢修期間一系列標準項目的檢查，找到了汽輪機正常運行中脹差測點數(shù)值不變的原因，并提出了行之有效的解決方案，使汽輪機再次啟動后未再出現(xiàn)類似現(xiàn)象，提高了汽輪機TSI 測量系統(tǒng)的準確性，實踐證明對提升行業(yè)相似機組脹差測點準確性具有一定借鑒意義[1]。

1 京陽熱電脹差測點存在的問題

1.1 京陽熱電脹差測點配置概況

京陽熱電汽輪機型號為LN275/CC154 型，為三壓、一次中間再熱、雙缸雙排氣、帶抽汽供熱汽輪機組。共6 套推力瓦，其中脹差測點位于4 瓦處，脹差測點采用本特利的19047型號LVDT 形式，如圖1 所示；通過脹差左右兩側(cè)固定裝置固定低壓缸轉(zhuǎn)子的突起裝置，轉(zhuǎn)子的左右移動會帶動裝置內(nèi)部的LVDT 活動，從而輸出電壓信號至本特利卡件側(cè)，當數(shù)值超過17.8 mm 或-3.8 mm 時，汽輪機保護跳閘。

圖1 本特利的19047 型號LVDT

1.2 脹差測點存在的問題

2020 年3 月9 日前夜與2019 年12 月23 日前夜，汽輪機脹差測點出現(xiàn)類似強制一樣的現(xiàn)象，數(shù)值變化范圍0.001 mm左右，大約8 h 后恢復，恢復前后數(shù)據(jù)未出現(xiàn)跳變現(xiàn)象。兩次現(xiàn)象均出現(xiàn)在升降負荷過程中，如圖2 所示。

1.3 脹差測點異常分析

針對上述工況下的異常情況，我們制定了檢修檢查卡，并準備著重檢查以下3 個方面。1）線纜問題。2）裝置故障。3）動靜間隙。在2020 春季檢修期間，在機務專業(yè)的配合下，成功打開安裝于4 瓦處的脹差檢測人孔，經(jīng)過逐步檢查，我們得到了如下結(jié)論。

首先，脹差測點與延伸電纜采用航插方式進行連接，如果該插頭松動，可能造成數(shù)值異常，但是經(jīng)過現(xiàn)場檢查航插接頭緊固，無松動現(xiàn)象，輕敲航插接頭，也沒有跳變等異?，F(xiàn)象，然后將航插接頭拆下，在DCS 側(cè)使用搖表測量對地電阻及相間電阻，阻值均正常，排除了接地或電纜破皮的現(xiàn)象[2]。

其次，脹差測點滑動裝置卡澀；由于脹差測量裝置工作環(huán)境存在高溫等環(huán)境因素，金屬材質(zhì)的反饋裝置可能出現(xiàn)腐蝕、老化等問題導致LVDT 卡澀，因此，在脹差變化過程中存在數(shù)據(jù)不變等異?，F(xiàn)象。就地拆開LVDT 蓋板檢查發(fā)現(xiàn)LVDT 表面光潔無異物。拆下裝置對反饋信號進行測試，按照每英寸測量一組數(shù)據(jù)的方式，采集到的數(shù)據(jù)見表1，將數(shù)據(jù)制圖后如圖3 所示。從圖3 中可以看出，在位移變化的過程中，反饋值與計算值差值在0.06～x。

圖2 脹差測點變化異?，F(xiàn)象

表1 各項電壓與軸向位移量關(guān)系

最后，根據(jù)設備檢測原理可知，脹差測點測量汽輪機動靜間隙，現(xiàn)場觀察脹差測點由2 個滑塊（內(nèi)嵌0.5 cm 左右石墨碳晶）夾緊低壓缸轉(zhuǎn)子上的凸起裝置。如果滑塊固定不牢固、滑塊與被測裝置之間存在死區(qū)，均有可能造成脹差測點測量出現(xiàn)一定的死區(qū)。通過現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)脹差測量固定裝置與轉(zhuǎn)子之間存在間隙，經(jīng)現(xiàn)場塞尺檢查為0.55 mm，由于轉(zhuǎn)子的高速轉(zhuǎn)動，造成固定裝置上的石墨碳晶出現(xiàn)了磨損，固定裝置與轉(zhuǎn)子之間存在一定間隙，如果在升降負荷區(qū)間，轉(zhuǎn)子在該死區(qū)內(nèi)裝置的數(shù)值不會發(fā)生明顯變化，因此出現(xiàn)了之前的缺陷。

2 京陽熱電脹差測點準確性的優(yōu)化措施

2.1 機組運行期間趨勢檢查

利用SIS 等輔助工具加強對脹差測點在機組運行中的趨勢點檢，重點觀察升降負荷區(qū)間的趨勢變化，記錄不同工況不同負荷下的數(shù)據(jù)。

2.2 檢修期間定期檢查

將脹差測點檢查列入檢修標注項目，在機組檢修期間加強該裝置的檢查，檢查線纜絕緣完好程度，確定石墨碳晶的磨損情況，及時對存在的死區(qū)間隙進行調(diào)整，從而提升脹差測量的準確性。

3 效果評估

該次檢查完成后，2020 年04 月25 日機組首次啟動，脹差曲線如圖4 所示，脹差數(shù)據(jù)隨機組冷熱態(tài)變化不斷變化，未出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，機組啟動數(shù)月后再次觀察脹差數(shù)據(jù)正常，沒有再出現(xiàn)之前的異?，F(xiàn)象。

圖3 對測量裝置測試結(jié)果

圖4 4 月25 日機組啟動后漲差測點變化趨勢

4 結(jié)論

京陽熱電為1 套780 MW 級“二拖一”聯(lián)合循環(huán)機組，冬季供熱，夏季頻繁啟停調(diào)峰，其特殊的運行方式加劇了部分設備的損耗及異?，F(xiàn)象的出現(xiàn)。該文針對北京太陽宮燃氣熱電有限公司2019 年汽輪機脹差測點數(shù)據(jù)異常的案例，依據(jù)系統(tǒng)設計的相關(guān)規(guī)范、原則，從就地測點及卡件方面進行排查，找到了缺陷的問題。在該文研究的基礎上，北京太陽宮燃氣熱電有限公司于2020年5月進行了脹差測點的檢查與調(diào)整，處理完成后，脹差測點連續(xù)穩(wěn)定運行至今，再未發(fā)生過數(shù)據(jù)跳變或不更新等問題，取得了良好的效果，為國內(nèi)同類型機組提供借鑒。