火電廠330MW機組推力瓦溫高原因分析及處理探討

王琦，朱蒙

（河北建投宣化熱電有限責任公司，河北 張家口 075100）

0 引言

推力瓦溫高超出報警閾值，為了滿足負荷運行的基本要求，就要建構完整的控制機制，維持綜合應用效率，從而實現(xiàn)火電廠綜合管理的目標。在全面分析火電廠330MW機組推力瓦溫高問題產(chǎn)生原因的過程中可知，盡管其主要原因是高壓噴嘴的改造造成的，但是也不能忽略其他因素產(chǎn)生的影響，要落實全過程原因分析，并且結合其實際應用控制標準維持處理方案的規(guī)范性。

1 案例分析

某汽輪機廠設計制造的機組配合可調控汽凝汽式汽輪機，推理承軸本身為活支可傾瓦塊型，機組計劃性級檢修在2019年6月開始，并且在8月末完成第一次并網(wǎng)分析，發(fā)現(xiàn)并網(wǎng)后帶負荷階段存在汽輪機推力瓦溫度較高的問題[1]。

在機組檢修工作結束后，相關操作人員啟動了設備，沖轉調到3000rpm后，火電廠330MW機組各項指標均正常，而在第二天凌晨，機組并網(wǎng)帶負荷運行中，設備的軸向位移開始逐漸增大，匹配的推力瓦瓦塊溫度也在升高，機組帶負荷經(jīng)過一天運行后達到107MW，整體軸向位移參數(shù)變化非常明顯，選取推力瓦工作瓦塊為#2、#3、#4，溫度分別達到81.5℃、97℃以及98℃，其他運行瓦塊正常，且對應的溫度均在70℃以下。第二次運行處理中，機組帶負荷調節(jié)到150MW，此時，軸向位移最大的偏移距離已經(jīng)達到0.57mm，對應的#2、#3、#4工作推力瓦溫度達到95℃、98℃以及99℃。此時，相關技術部門利用集控調整的方式，對瓦塊整體結構予以處理，溫度并沒有明顯的下降，基于此，采取推力瓦溫度保護指令解除的操作控制，維持超保護試驗效果。在對應操作試驗結束后，負荷低于150MW，技術部門也實現(xiàn)了熱控保護的重啟。最后，在完成潤滑油、解體推力瓦等工作后，推力瓦處理工作正式結束，重新啟動帶負荷操作時軸向位移實現(xiàn)了重新定位，主要是將基準點設置為后靠死推力瓦工作面，設置為零位。配合高壓進氣調閥順序的調控，也實現(xiàn)了推力瓦受力的重組和控制，在負荷升高后，相應的推力瓦溫度升高頻率有所降低，受力比較均勻，且對應的推力瓦工作面溫度均低于報警數(shù)值。

2 火電廠330MW機組推力瓦溫高原因分析

2.1 機組帶負荷運轉受到軸向推力

主要是結合推力瓦溫度驟升的情況判定，機組在帶負荷運行過程中，轉子結構的運行趨勢不穩(wěn)定，且發(fā)電機側軸向推力對其產(chǎn)生了嚴重的影響，技術部門在對設備檢修記錄進行查閱后發(fā)現(xiàn)，設備的高壓噴嘴不久前進行了改造處理[2]。在檢修操作前，專家組對相關設備予以性能分析測驗，依據(jù)測驗獲得的結果可知，火電廠330MW機組自身的調節(jié)級涌流面積要遠遠高于最佳經(jīng)濟工況的面積數(shù)值，噴嘴組的實際出口面積整體設計裕度數(shù)值也較大，因此，就造成調節(jié)級實際的應用效率和工況較差，必然會造成高壓調節(jié)閥節(jié)流損失問題，且整體高壓缸的實際應用效能不滿足實際標準。相關專家建議火電廠對噴嘴組予以改裝處理，以保證能從根本上減少噴嘴的流通面積，避免調節(jié)閥節(jié)流不匹配的問題，為調節(jié)級應用效率的全面提高提供保障[3]。火電廠制定了相關的改造方案，縮小噴嘴組的流通面積，主要是借助降低噴嘴葉柵高度的方式，并且減少導葉型線的安裝角，使導葉出口面積的適當縮減，以保證能有效提升調節(jié)級應用的效果，維持較好的速比參數(shù)。這種處理方式同時也提升了整個機組運行的穩(wěn)定性，但是，卻造成了此次火電廠330MW機組推力瓦溫高異常的問題，究其原因，主要分為以下兩點：（1）轉子在發(fā)電機側軸向推力的作用下，出現(xiàn)了異常運行的趨勢，并且由于推力較大，使得其正常規(guī)劃運行效果嚴重偏離。機組在帶負荷運行過程中，軸向力會隨著機組負荷參數(shù)的增加，逐漸出現(xiàn)軸向位移的變化，甚至超出0.70mm。而在進行推力瓦第二次解體檢驗檢查分析后客戶，機務和熱控配合效果使得軸向位移死點問題更加突出。與此同時，技術部門在推力瓦組裝結束后，保證軸承箱蓋扣全箱的狀態(tài)下，利用千斤頂對其進行工作面零位確定，發(fā)現(xiàn)機組帶負荷達到330MW后，軸向位移發(fā)生了明顯的移動，這就更加證明是因為軸向推力造成負荷的增大，使得推力瓦的溫度升高。（2）在維修處理后，轉子軸向推力是由于高壓噴嘴改造處理造成的，主要是因為設備中高壓缸流通模式本身就是反向布置，因此，在高壓經(jīng)過噴嘴位置后轉子就會形成對機頭的反向推力，相應地，這種設計方式能維持平衡機組運行推力，但是在改造后降低了噴嘴葉柵的高度就會減少進氣量，相應的作用力降低也會隨之減少反向推力的水準。推力瓦承受的負荷增大后，負荷數(shù)值越高推力瓦的瓦溫也會增大。

2.2 其他因素

一方面，在技術部門全面分析設備運行狀態(tài)和參數(shù)情況的過程中，應用敲擊的方式改善推力瓦蓋自位情況，主要是借助不斷敲擊的方式分析推力瓦工作時瓦的溫度，發(fā)現(xiàn)#2、#3、#4的溫度有所降低，然而，在符合參數(shù)增加后，其他相關瓦塊的溫度也會升高。并且，在檢測過程中發(fā)現(xiàn)解體推力瓦結束后，推力瓦球面接觸不良，下半球面直徑150mm的范圍內(nèi)并沒有接觸銹蝕的痕跡，沒有滿足接觸面在每cm2上有接觸點的面積達到球面的75%的要求，這就使得推力瓦的實際測量結果顯示接觸不到位，自位能力相對較差[4]。另一方面，相關技術人員對機組進行測試后發(fā)現(xiàn)，沒有進行推力瓦二次解體操作前，機組的基礎負荷為200MW到240MW，此時運行過程中瓦塊的溫度差距較大，工作瓦塊的工作面存在溫度不均勻的情況，其中多數(shù)瓦塊的溫度均在70℃以上。然后進行解體操作，技術人員在進行推力瓦檢查后發(fā)現(xiàn)，不同程度的磨損情況是評估接觸面積、平板研磨狀態(tài)的基本參數(shù)。測量結果可知，檢查各個瓦塊進油口的倒角并不是非常明確，寬度較小，使得瓦塊的進油效果較差。綜上所述，正是由于高壓噴嘴的改造使得火電廠330MW機組推力瓦的溫度出現(xiàn)了驟升的趨勢[5]。

3 火電廠330MW機組推力瓦溫高處理措施

3.1 完善解體推力瓦操作方案

（1）技術部門要對推力瓦的球面間隙予以集中處理，著重對其尺寸和結構狀態(tài)予以調控，并且在瓦枕的位置有效完成墊高處理，兩側添加墊子，高度為0.07mm，以保證球面間隙能調控在0到0.05mm之間，有效維持整體結構的應用效果，確保推力瓦球面自位能力能符合實際應用環(huán)境的要求，提升作用力的均衡性。（2）要對瓦塊予以修正，保證瓦塊和平板接觸面積能達到75%以上，并且維持組裝后盤動轉子的規(guī)范效果，技術部門要結合推力瓦和推力盤的接觸效果對推力瓦塊予以修整，維持均勻接觸效果后確保綜合應用價值符合預期[6]。（3）要更換厚度較小的推力瓦塊，并且確保瓦塊的厚度差能在0.02mm以下。（4）為了保證修整處理工作的規(guī)范性，要對瓦塊的進油囊予以處理，增加各個瓦塊進油量，維持瓦塊冷卻效果的時效價值。與此同時，要對應用流程和工序予以關注，確保元件匹配度和應用水平都能貼合火電廠330MW機組推力瓦綜合應用規(guī)范標準。（5）操作人員要確保球面和瓦殼研磨的合理性，及時修整卡口位置和高點問題，從而提升瓦球面接觸效果，強化球面自位水平[7]。

3.2 調控運行模式

結合火電廠330MW機組推力瓦運行過程和運行經(jīng)驗可知，要依據(jù)平衡軸向推力的要求調控閥序，并且在調控的過程中及時監(jiān)督溫度的均衡性，有效維持受力均勻。在整個設備應用管理的后期，要對噴嘴室壓力檢測過程予以關注，判定軸向推力的變化量并詳細記錄數(shù)據(jù)，從而全面解決軸向推力的問題。

在分析了轉子向發(fā)電機側軸向推力因為高壓噴嘴改良產(chǎn)生的原因后，可以適當調控帶負荷處理過程，正是由于火電廠330MW機組改造方案的不成熟造成高壓噴嘴改良的隱患影響轉子向發(fā)動機側軸向推力，使得推力瓦溫高超標，因此，只能在下一次大修揭缸噴嘴室完成返廠處理操作，保證負荷運行環(huán)境和相關參數(shù)的規(guī)范性，維持應用效果，并且確保各個瓦塊溫度的均衡性，每片瓦塊的平均溫度能被控制在預警溫度范圍內(nèi)，從而更好地滿足預期檢修效果。

4 結語

總而言之，要秉持精細化研究原則，維持檢修流程和操作的規(guī)范性，在全面分析火電廠330MW機組推力瓦溫高原因的基礎上，要結合實際情況在維持設備應用環(huán)境和運行狀態(tài)的同時，確保能解決相關問題，從而維持火電廠330MW機組推力瓦運行的穩(wěn)定性，有效減少安全隱患。