聯(lián)合循環(huán)機(jī)組汽輪機(jī)脹差測(cè)點(diǎn)異常分析

李仲達(dá)

（北京太陽(yáng)宮燃?xì)鉄犭娪邢薰?，北?100028）

0 前言

該文就北京太陽(yáng)宮燃?xì)鉄犭娪邢薰荆ㄒ韵潞?jiǎn)稱京陽(yáng)熱電）脹差測(cè)點(diǎn)缺陷的分析為例，通過(guò)檢修期間一系列標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的檢查，找到了汽輪機(jī)正常運(yùn)行中脹差測(cè)點(diǎn)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(jī)再次啟動(dòng)后未再出現(xiàn)類似現(xiàn)象，提高了汽輪機(jī)TSI 測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，實(shí)踐證明對(duì)提升行業(yè)相似機(jī)組脹差測(cè)點(diǎn)準(zhǔn)確性具有一定借鑒意義[1]。

1 京陽(yáng)熱電脹差測(cè)點(diǎn)存在的問(wèn)題

1.1 京陽(yáng)熱電脹差測(cè)點(diǎn)配置概況

京陽(yáng)熱電汽輪機(jī)型號(hào)為L(zhǎng)N275/CC154 型，為三壓、一次中間再熱、雙缸雙排氣、帶抽汽供熱汽輪機(jī)組。共6 套推力瓦，其中脹差測(cè)點(diǎn)位于4 瓦處，脹差測(cè)點(diǎn)采用本特利的19047型號(hào)LVDT 形式，如圖1 所示；通過(guò)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(dòng)會(huì)帶動(dòng)裝置內(nèi)部的LVDT 活動(dòng)，從而輸出電壓信號(hào)至本特利卡件側(cè)，當(dāng)數(shù)值超過(guò)17.8 mm 或-3.8 mm 時(shí)，汽輪機(jī)保護(hù)跳閘。

圖1 本特利的19047 型號(hào)LVDT

1.2 脹差測(cè)點(diǎn)存在的問(wèn)題

2020 年3 月9 日前夜與2019 年12 月23 日前夜，汽輪機(jī)脹差測(cè)點(diǎn)出現(xiàn)類似強(qiáng)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(fù)，恢復(fù)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(fù)荷過(guò)程中，如圖2 所示。

1.3 脹差測(cè)點(diǎn)異常分析

針對(duì)上述工況下的異常情況，我們制定了檢修檢查卡，并準(zhǔn)備著重檢查以下3 個(gè)方面。1）線纜問(wèn)題。2）裝置故障。3）動(dòng)靜間隙。在2020 春季檢修期間，在機(jī)務(wù)專業(yè)的配合下，成功打開安裝于4 瓦處的脹差檢測(cè)人孔，經(jīng)過(guò)逐步檢查，我們得到了如下結(jié)論。

首先，脹差測(cè)點(diǎn)與延伸電纜采用航插方式進(jìn)行連接，如果該插頭松動(dòng)，可能造成數(shù)值異常，但是經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查航插接頭緊固，無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象，輕敲航插接頭，也沒(méi)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(cè)量對(duì)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(cè)點(diǎn)滑動(dòng)裝置卡澀；由于脹差測(cè)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(wèn)題導(dǎo)致LVDT 卡澀，因此，在脹差變化過(guò)程中存在數(shù)據(jù)不變等異常現(xiàn)象。就地拆開LVDT 蓋板檢查發(fā)現(xiàn)LVDT 表面光潔無(wú)異物。拆下裝置對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行測(cè)試，按照每英寸測(cè)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(guò)程中，反饋值與計(jì)算值差值在0.06～x。

圖2 脹差測(cè)點(diǎn)變化異?，F(xiàn)象

表1 各項(xiàng)電壓與軸向位移量關(guān)系

最后，根據(jù)設(shè)備檢測(cè)原理可知，脹差測(cè)點(diǎn)測(cè)量汽輪機(jī)動(dòng)靜間隙，現(xiàn)場(chǎng)觀察脹差測(cè)點(diǎn)由2 個(gè)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(cè)裝置之間存在死區(qū)，均有可能造成脹差測(cè)點(diǎn)測(cè)量出現(xiàn)一定的死區(qū)。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)脹差測(cè)量固定裝置與轉(zhuǎn)子之間存在間隙，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)塞尺檢查為0.55 mm，由于轉(zhuǎn)子的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，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(fù)荷區(qū)間，轉(zhuǎn)子在該死區(qū)內(nèi)裝置的數(shù)值不會(huì)發(fā)生明顯變化，因此出現(xiàn)了之前的缺陷。

2 京陽(yáng)熱電脹差測(cè)點(diǎn)準(zhǔn)確性的優(yōu)化措施

2.1 機(jī)組運(yùn)行期間趨勢(shì)檢查

利用SIS 等輔助工具加強(qiáng)對(duì)脹差測(cè)點(diǎn)在機(jī)組運(yùn)行中的趨勢(shì)點(diǎn)檢，重點(diǎn)觀察升降負(fù)荷區(qū)間的趨勢(shì)變化，記錄不同工況不同負(fù)荷下的數(shù)據(jù)。

2.2 檢修期間定期檢查

將脹差測(cè)點(diǎn)檢查列入檢修標(biāo)注項(xiàng)目，在機(jī)組檢修期間加強(qiáng)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(shí)對(duì)存在的死區(qū)間隙進(jìn)行調(diào)整，從而提升脹差測(cè)量的準(zhǔn)確性。

3 效果評(píng)估

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

圖3 對(duì)測(cè)量裝置測(cè)試結(jié)果

圖4 4 月25 日機(jī)組啟動(dòng)后漲差測(cè)點(diǎn)變化趨勢(shì)

4 結(jié)論

京陽(yáng)熱電為1 套780 MW 級(jí)“二拖一”聯(lián)合循環(huán)機(jī)組，冬季供熱，夏季頻繁啟停調(diào)峰，其特殊的運(yùn)行方式加劇了部分設(shè)備的損耗及異?，F(xiàn)象的出現(xiàn)。該文針對(duì)北京太陽(yáng)宮燃?xì)鉄犭娪邢薰?019 年汽輪機(jī)脹差測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)異常的案例，依據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范、原則，從就地測(cè)點(diǎn)及卡件方面進(jìn)行排查，找到了缺陷的問(wèn)題。在該文研究的基礎(chǔ)上，北京太陽(yáng)宮燃?xì)鉄犭娪邢薰居?020年5月進(jìn)行了脹差測(cè)點(diǎn)的檢查與調(diào)整，處理完成后，脹差測(cè)點(diǎn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行至今，再未發(fā)生過(guò)數(shù)據(jù)跳變或不更新等問(wèn)題，取得了良好的效果，為國(guó)內(nèi)同類型機(jī)組提供借鑒。