淺析余熱發(fā)電汽輪機設(shè)備的運行維護

高博 辛庚嘉 劉文忠

摘要：汽輪機也稱蒸汽透平發(fā)動機，是一種旋轉(zhuǎn)式蒸汽動力裝置，高溫高壓蒸汽穿過固定噴嘴成為加速的氣流后噴射到葉片上，使裝有葉片排的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，同時對外做功。在冶煉企業(yè)中，余熱鍋爐的投用和蒸汽產(chǎn)出，使得對汽輪機進行余熱發(fā)電得以全面應用。本次研究是汽輪機在余熱發(fā)電系統(tǒng)實踐應用中開展設(shè)備維護的一次技術(shù)探討。

關(guān)鍵詞：余熱發(fā)電;有色冶煉;汽輪機;設(shè)備運維

1、設(shè)備概述

設(shè)備名稱：飽和蒸汽雙級單抽冷凝汽輪發(fā)電機組

設(shè)備型號：AFA4 G6a AFA66 GT6 德國KK&K

設(shè)備參數(shù)：Qmax=57t/h P1=5.0MPa;t1=飽和蒸汽Q=45t/h;P2=0.8MPa;t2=飽和蒸汽Q=45t/h發(fā)電主電機型號：LSA56BMBL13-4P電機功率：6960KW額定電流：502.3A頻率50HZ轉(zhuǎn)速1500rpm額定電壓10KV N=6621kW。

設(shè)備功能介紹：利用鍋爐余熱產(chǎn)生的飽和蒸汽（進氣溫度：265℃，進氣壓力：50bar）首先進入高壓汽輪機，高壓側(cè)排氣進入低壓汽輪機推動葉輪轉(zhuǎn)動作功，帶動發(fā)電機進行發(fā)電。設(shè)備能力：機組滿負荷運行提供6621Kw·h電量。

2、應用工況

從余熱鍋爐的汽包中送來的壓力為5.4MPa、溫度為265℃、流量為50t/h的高溫高壓蒸汽，進入透平汽輪機高壓部分（AFA4）的輸入端，使透平汽輪機以近6900rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，帶動聯(lián)接在同一軸上的發(fā)電機以1500rpm的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，從而發(fā)電。從AFA4出來的背壓蒸汽（低壓蒸汽，0.8MPa）進入兩個并聯(lián)的低壓透平汽輪機（AFA6）的輸入端，和高壓透平汽輪機（AFA4）一起，帶動發(fā)電機發(fā)電。在滿負荷下，發(fā)電的功率是6621KW，電壓是10KV，并到工廠的二次側(cè)。從低壓透平汽輪機（AFA6）出來的低壓蒸汽（-0.05MPa），進入冷凝器，在冷凝器內(nèi)，用循環(huán)水進行冷卻降溫，變成冷凝水;然后用二級抽汽器的低壓蒸汽進行加熱，再送回到除氧器去循環(huán)使用。

3.設(shè)備構(gòu)造與主要部件功能

汽輪機本體結(jié)構(gòu)主要由高低壓側(cè)汽輪機蝸殼、齒輪箱、轉(zhuǎn)子、潤滑系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)組成。

高低壓測汽輪機蝸殼：是汽輪機的外殼。作用是將汽輪機通流部分與大氣隔開，并在內(nèi)部支撐隔板、導流器、噴嘴等部件。

噴嘴：高壓側(cè)為焊接一體噴嘴、低壓側(cè)為分體噴嘴，由噴嘴環(huán)、靜葉片組成。把蒸汽的熱能轉(zhuǎn)變成動能，使蒸汽膨脹降壓，增加流速，按一定的角度噴射出來推動葉片而做功，為增大蒸汽效率，采用雙級作功，蒸汽在高壓側(cè)做完功輸送到低壓側(cè)作功，大大增加蒸汽的作功效率。

調(diào)節(jié)閥：電子調(diào)速器向閥門協(xié)調(diào)裝置的入口發(fā)出一個電調(diào)節(jié)信號（4-20mA），出口根據(jù)控制閥的定位系統(tǒng)來進行操作。按比例調(diào)節(jié)伺服發(fā)動機的起落調(diào)節(jié)信號，即控制蒸汽的進氣量。其高壓側(cè)由一個緊急切斷閥、三個調(diào)節(jié)閥組成，低壓側(cè)由兩個緊急切斷閥、兩個調(diào)節(jié)閥組成，每個調(diào)節(jié)閥由閥門、執(zhí)行器、控制器組成。

齒輪箱：將蒸汽作用在動葉片上的力矩，通過葉輪、主軸匯集起來，并由聯(lián)軸器傳遞給發(fā)電機。內(nèi)置式單級齒輪箱，齒輪為單排斜齒設(shè)計，軸承采用強力潤滑滑套軸承。低壓側(cè)齒輪箱兩個平行的齒輪軸和一個輸入大齒輪軸。轉(zhuǎn)子包括葉輪和主軸，主軸由2個滑套式軸承支承，前端軸承采用徑向支撐，后端軸承采用徑向和止推支撐，懸臂式設(shè)計，葉輪為單排葉片排列。

4、設(shè)備典型故障與運行維護

4.1軸瓦檢查維護

拆除軸瓦上蓋固定螺栓，使用拔銷器取出2個定位銷，在軸瓦蓋左右兩側(cè)安裝2只導向桿，使用頂絲先慢慢頂起上蓋，待有效分離后使用手拉葫蘆吊出上蓋; 將上軸瓦取出后，將百分表架在主軸上，用手拉葫蘆將主軸向上吊起0.10mm，將軸承下瓦旋出，將軸瓦平整放在地面上，防止磕碰。

檢查軸瓦推力面及可傾瓦塊是否存在磨損、瓦塊的活動量是否靈活，如有卡澀現(xiàn)象需拆除瓦塊背部固定螺栓檢查問題并處理。清洗軸瓦及軸承箱各中分面。注意事項：

a.上蓋吊裝時一定要關(guān)注上軸瓦情況，有時上軸瓦會隨上蓋一起吊出，吊起5CM左右進行查看，確認后在進行整體吊出。

b.避免軸瓦被帶出后發(fā)現(xiàn)不及時造成脫落損壞備件;

c.取拿軸瓦時一定要做好原始位置拍照確認，確認上軸瓦瓦背旋轉(zhuǎn)方向箭頭指示與軸瓦鋼印標記位置;

d.避免軸瓦被帶出后發(fā)現(xiàn)不及時造成脫落損壞備件;

e.確認軸瓦可傾瓦塊無積碳、劃傷、磨損等情況，使用金屬清洗劑對表面進行清潔處理，檢查各安裝標識對應;

f.發(fā)現(xiàn)磨損情況嚴重時需整體更換新軸瓦。

恢復安裝時，安裝下瓦前將部分潤滑油倒在主軸上，將主軸用手拉葫蘆吊起0.10mm，將下軸瓦裝入軸承箱，注意安裝方向，調(diào)整下瓦位置，安裝上軸瓦，將上軸瓦定位銷位置確認朝向正上方。在軸承箱中分面涂抹密封膠，安裝軸承箱上端蓋及位移探頭端蓋。整個裝配過程一定要保持整潔，安裝前涂抹適量潤滑油，注意軸瓦安裝方向標記一致，防止安裝錯誤，儀表恢復：注意溫度、振動、位移探頭，不要磕碰。

4.2軸封的優(yōu)化維護

機器大修期間，均發(fā)現(xiàn)低壓側(cè)轉(zhuǎn)子軸密封處有磨損跡象，此現(xiàn)象為蒸汽溫度低時，水進入到碳環(huán)密封于軸之間，長期膨脹收縮產(chǎn)生的，長期下去會影響機器正常運行，并使蒸汽產(chǎn)生泄漏（有可能泄漏進齒輪箱）。

如對轉(zhuǎn)子進行修復，首先要將機器整個解體，將低壓側(cè)兩根轉(zhuǎn)子抽出，拉到具備轉(zhuǎn)子修復能力的工廠進行修復，工作量大，需要時間長（估計至少要7-10天），其次修復的效果未知，不知是否可以達到修復前的狀態(tài)，三是即使修復后也不敢保證再不磨損，經(jīng)多方評估，計劃通過更改密封形式來解決轉(zhuǎn)子密封處磨損的問題。

a.首先準備機械密封備件2套，使用伯格曼或約翰克蘭的機械式密封;

b.透平機要在停機狀態(tài)4-5天;

c.工作量：將低壓側(cè)兩個出口管道拆除，兩個葉輪拆下，油管路拆除，渦殼拆除;

d.在低壓側(cè)兩密封處鉆孔每根4個，用來安裝機械密封即可，無需對轉(zhuǎn)子做動力平衡;

總結(jié)與展望：

冶煉企業(yè)中的汽輪機主輔設(shè)備和熱力系統(tǒng)的日常運行的維護操作和管理，直接關(guān)系到汽輪發(fā)電機組能否連續(xù)滿發(fā)、穩(wěn)發(fā)額定的電量供應電網(wǎng)。在日常設(shè)備管理中，應引入核心設(shè)備分級管理機制，做好日常巡查和周期設(shè)備運維，建立設(shè)備、系統(tǒng)故障隱患分析制度，在關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點，應勇于汲取技術(shù)革新經(jīng)驗，依據(jù)實際工況，提升設(shè)備運維水準，綜合設(shè)備專業(yè)與工藝實際，確?？傮w管理水平與運行安全。

參考文獻

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