电厂600MW汽轮机组安装调试中的问题分析与处理措施

２０１０年第０４期　沿海企业与科技　（总第１１９期）　ＣＯＡＳＴＡＬＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥＳ　ＡＮＤ　ＳＣＩＥＮＣ—Ｅ＆ＴＥＣＨ—ＮＯＬＯＧＹ　ＮＯ．０４，２０１０　

（Ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｌｙ　ＮＯ．１１９）　

电厂６００ＭＷ汽轮机组安装调试中的问题分析与处理措施　钟起深　［摘要］文章对汽机安装调试过程中发生的问题进行深入分析并给出处理措施，为以后该系列汽轮机组的调试、运　行和故障诊断提供一定的借鉴。　［关键词］６００ＭＷ汽轮机；安装调试；措施　［作者简介］钟起深，广东火电工程总公司，广东广州，５１０７３０　［中图分类号］ＴＭ６２３．４　［文献标识码］Ａ　［文章编号］１００７—７７２３（２０１０）０４—０１２８—０００３　

一、

汽轮机组简介　

某电厂一期（２×６００ＭＶＯ工程为超临界　６００ＭＷ机组，一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝　汽式汽轮机，型号为Ｎ６００—２４．２／５３８／５６６，机组主轴　分为４段，均为整锻实心转子，分别为：高中压转　子、低压转子Ａ、低压转子Ｂ和发电机转子。盘车　采用低速盘车，转速为１．５　ｒ／ｍｉｎ，位置在Ｂ低压排　汽缸与发电机之间。汽轮机进汽采用喷嘴调节，共　有４组高压缸进汽嘴，分归４个调速汽门控制。新　蒸汽首先通过２个高压主汽门，然后流入调门。这　些蒸汽分别通过４根导管连接汽缸上半部和下半　部的进汽套管与喷嘴室连接。汽轮机共有热力级　２１级（结构级为４２级）。高压缸调节级叶片采用单　列冲动式，高、中、低压缸叶片全部采用反动式，其　中高压缸为８级（包括调节级）、中压缸为６级、低　压缸为２×２×７级；末级叶片长度为ｌＯ１６ｒｎｍ。　汽轮机控制系统采用Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ＩＴ　Ｓｙｍｐｈｏｎｙ　系统（简称Ｓｙｍｐｈｏｎｙ系统），由汽轮机数字电液调　节系统（ＤＥＨ）、汽轮机危急遮断系统（ＥＴＳ）、给水泵　汽轮机控制系统（ＭＥＨ、ＭＥＴＳ）￣ｇ成。该系统采用数　字计算机作为控制器，电液转换机构、高压抗燃油　系统和油动机作为执行器，负责汽轮机的挂闸；自　动判断热状态；选择启动方式；升速；３０００ｒ／ｍｉｎ定　速；发电机假同期试验；并网带负荷；升负荷；阀切　换；单阀，顺序阀切换；调节级压力反馈；负荷反　馈；一次调频；ＣＣＳ控制；热应力控制；高负荷限制；　低负荷限制；阀位限制；主蒸汽压力限制；快卸负　荷；超速限制ＯＰＣ；负荷不平衡；超速保护ＯＳＰ；喷　油试验；超速试验；阀门活动试验；阀门在线整定；　电磁阀试验；控制方式切换。该系统满足可扩展　性，高可靠性，有冗余的汽轮机转速，负荷控制器　的需要。汽轮机启动方式既能按中压缸启动方式，　１２Ｒ　也能按高中压缸联合启动方式启动机组，配置有　两级串联４０％Ｂ—ＭＣＲ容量、气动的高、低压旁路　系统，可实现低负荷下的停机不停炉。　二、调试中存在的问题及分析处理　（一）主机瓦振、轴振的分析及处理　ｌ＃汽轮机首次冲转时，在提高转速、做超速试　验过程中，汽轮机５＃、６＃瓦振、轴振存在不稳定及　超标等问题，瓦振最高达到６４．６　ｍ，轴振在做最　后一次超速时达到２４０－３　ｍ。（跳机值为　２５０　Ｉ．Ｌ　ｍ）。停机对５样、　轴承进行翻瓦检查，发现轴　瓦及轴颈存在不同情度的磨损现象，但核查安装　各项参数并没异常。但在翻开＃６轴承箱检查发　现，轴承箱内存在大量铜屑，特别靠近盘车的地方　铜屑越多。同时检查发现汽机润滑油系统及发电　机密封系统设备同样存在大量铜粉，整个油系统　已严重污染。经研究决定对主油泵、启动油泵、辅　助油泵、事故油泵、油涡轮、推力轴承、盘车等带铜　设备进行解体检查。经过设备的解体最终确认发　现盘车装置的铜套的材质存在问题使铜套磨损造　成大量铜屑脱落进人汽机润滑油系统，从而污染　整个润滑油系统。经业主、监理、厂家研究决定重　新更换盘车铜套，对损伤严重的轴瓦进行返厂，油　系统重新油循环合格。经过一系统处理之后，开机　直到带满负荷后，主机瓦振、轴振各项指标都在正　常范围内。　（二）小机速关阀在油泵切换时自动关闭现象　每台机组配两台５０％容量的汽泵，小汽轮机　由杭汽制造。小机供油装置采用集中供油方式，供　小汽轮机润滑油、调节油、盘车油及给水泵润滑　油。在调试过程中，都曾发生在小机挂闸状态下切　换主油泵时发生速关阀自动关闭，小机跳闸。经过　查询历史记录，由于在切换主油泵时，调节油与润　滑油油压均有不同程度的下降，但在速关阀关闭　之前调节油压力低信号开关并未动作，因此排除　逻辑跳闸的原因，从而断定速关阀是在本身调节　油压低的情况下依靠弹簧力动作关闭。通过检查　调节油蓄能器、速关阀弹簧预紧力、危急遮断阀进　油节流孔均符合厂家要求。排除以上情况，判断有　可能是由于调节油油量不足，于是在保证小机与　泵的轴承安全情况下，适当下调润滑油的进油量，　增加调节油进油量。小机重新挂闸切换主油泵试　验，小机速关阀一切正常，再没发生误动关闭现　象。　（三）发电机进油的分析与处理　发电机密封油系统采用单流环密封形式，两　台主油泵，一台工作，另一台备用。它们均由交流　电动机带动。一台事故油泵，由直流电动机带动。　＃１机组发电机密封油系统在调试过程中，发现发　电机油水排污管有渗油现象，立即停止油泵采取　排油措施。事后分析原因：由于密封油箱的浮子阀　在调试过程中卡涩，造成油箱的自动补排油功能　丧失，密封油溢过密封瓦挡油环，从而进入发电　机。为了防止此问题再次发生，决定在以后安装过　程中，仔细检查浮球阀的可靠性及加强密封油系　统油质的清洁度。经过处理后，在以后的运行调试　中，均再未出现发电机进油事故。　（四）小机前置泵电机烧损的分析与处理　群ｌ机组ｌＢ前置泵电机在运行时，前置泵电机　泵端有规律发出异常声音，电机泵端轴承温度偏　高，检修完毕后重新启动后，前置泵仍烧损直至Ｂ　小机跳闸。对１Ｂ前置泵电机解体检查发现电机轴　承严重烧毁，电机转子铁芯与定子铁芯出现不同　程度的烧损。　根据１Ｂ前置泵电机轴承温度曲线数据，及事　故后电机解体情况分析，在短短的４分钟内，前置　泵电机轴承温度从７０￣１２上升到１７６￣Ｃ后温度测点　烧损，主要原因是由于该轴承超过５个月没有加　油脂保养，轴承因长期少油高速运转，导致轴承内　部轴承护套和滚柱磨损加快，滚柱间隙增大，响声　随之增大，轴承护套和滚柱慢慢开始疲劳脆化；轴　承在连续高速运转中，当达到轴承护套材料无法　承受高速运转的机械力作用下，轴承护套断裂散　架，轴承内滚柱排列错位（或爆裂卡涩），轴承在严　重卡涩的情况下继续高速运转，此时轴承温度骤　然升高。电机轴承在滚柱错位严重卡涩的情况下　继续运行３１分钟，恶性循环导致电机转子扫膛，　电机定子温度超过１３０℃后电机温度高保护动作　跳闸，此时电机已经严重扫膛，电机转子严重烧　损。ｌＢ前置泵电机轴承高温烧毁，是造成电机烧损　的直接原因。为防止同类事故发生，应加强对设备　运行情况检查力度，设备轴承润滑油应按厂家说　明要求定时检查及增加；加完油脂后，异响声音还　是存在时，应进一步检查及监视电机运转情况。前　置泵轴承温度高和线圈温度高报警直至保护动作　跳闸，均没有声音报警，暴露出＃ｌ、＃２机组声光　报警系统不够完善，应完善＃１、＃２机组给水前　置泵等重要辅机的声光报警系统。　（五）主油泵进出口压力低的分析与处理　群２机组在检修结束后，汽轮机转速升至３０００　转／分，主油泵进出口压力低于设计值，停止交流　润滑油泵和直流润滑油泵后机组主油泵供油系统　不能正常工作导致停机。但检查启动润滑油泵、交　流辅助油泵、直流油泵并没异常。于是判断分析是　主油泵不能正常供油使主油箱实际油位低于主油　泵回路油涡轮吸油口所致。经查实，主油箱油位显　示与主油箱实际油位存在偏差（偏差约２６５ｍｍ），　开机时油位显示在ｌ１００～１１５０ｍｍ范围内波动，而　实际油位在８３５～８８５ｍｍ左右，油涡轮正常工作的　上吸人口稳定人油的最低极限油位在９００ｍｍ左　右，因此，这时候油涡轮不能正常工作。这是诱发　主油泵不能正常供油的直接原因。事后通过对主　油箱重新充油处理及增加主油箱就地油位计，保　证主油箱油位真实性有进一步辅助判据。处理结　束重新开机后，主油泵油压恢复正常。　（六）机组调试中参数及条件的调整　１．＃ｌ机电泵在锅炉冲管过程中，发生过在大　流量冲洗过程中由于电泵人口压力低而跳泵，分　析原因为：原人口压力低定值０．９ＭＰａ是在除氧器　带压工况下给出的定值，而在锅炉冲管时除氧器　并未带压。为防止该情况的再次发生，建议在冲管　期间将原电泵跳闸条件中人口压力小于０．９ＭＰａ在　冲管期间改为０．８ＭＰａ，锅炉冲管结束后再恢复原　定值。　２．＃ｌ机凝结水至低旁减温水用户管道在调　试期间曾发生由于凝结水泵启动时出现水击而折　断。经分析是由于凝结水压上升过快，凝结水用户　管路由于注水管太小导致注水排气不够充分，引　起水击过大，从而造成管道振动过大吊架脱落而　折断。为了消除这种现象，增强了管道吊架的拉力　强度，并且增大注水管径，把注水点由凝泵出口改　在除氧器上水调门前的凝结水母管上。并且在正　常启泵时稍开除氧器上水调门，以便把少量的空　气赶走。改进后经过长时间的运行再无此现象发　生。　１　２９　３．１＃机组在试生产过程中曾发生由于高加解　列而导致高加进口三通阎在开启中卡涩导致给水　流量低，锅炉ＭＦＴ，汽机跳闸。分析事故原因是由　于在高加解列逻辑中，只要发生高加解列指令同　时发给高加进口三通阀开启，样ｌ高加出口电动门　关闭，主给水走旁路。由于高加进口三通阀在切换　过程中开到１５％左右而发生卡涩无法再开启，而　同时＃１高加出口电动门根据逻辑指令已全关到　位导致给水切换高加旁路不成功，给水流量低导　致ＭＦＴ动作。经过修改将原逻辑发生高加解列时，　先全开三通阀，直到收到全开反馈信号之后再关　闭＃ｌ高加出口电动门，此问题现象得以消除。　（七）其他问题的处理　１．＃１机在首次冲转达到３０００ｒ／ｍｉｎ后，开始在　空负荷下做并网前的电气试验，在此期间＃１瓦轴　振突然快速增大，立即打闸。经分析是由于电气试　验时间拖得太长，空负荷时高压缸进汽量很少且　不均匀，可能造成转子发生轻度热弯曲从而造成　碰磨导致振动突然增大，打闸后经过连续盘车４ｈ　直轴后再重新冲转至３０００ｒ／ｍｉｎ，振动现象消失。　２．群１、＃２机凝泵在１６８试运时，由于很多疏水　管道都是第一次投运，因此将很多杂质带入凝汽　器，从而使凝泵入口滤网发生堵塞，造成凝泵汽蚀　失压。在凝泵隔离与恢复的过程中多次出现误操　作，造成运行泵发生汽蚀失压。由于两台凝泵人口　都处于负压区，两台泵的泵体排空经过各自的隔　离门后串在一起接人凝汽器。因此在操作时一定　要特别注意，在隔离泵是一定要首先将运行泵排　空门关闭，而在恢复备用泵时一定要先将检修泵　排空打开抽尽空气时再开启人口电动门和运行泵　的排空门。　３．机组在负荷变动较快的情况下多次出现由　于＃３高加水位高而发生高加解列。经过分析发现　ｌ３０　由于在快速升降负荷的情况下，各段抽汽压力变　化很快，特别是＃３高加与除氧器的压差变化较　慢，直接导致＃３高加的疏水水位快速上涨，而正　常疏水调阀与危急疏水调阀在投入自动的情况下　对水位快速变动下的响应速度非常慢，而在高一　值出现报警到高三值出现高加解列的时间短。对　于该问题的解决方法是要求监盘人员在负荷变动　较快的情况下，密切关注＃３高加的水位变化趋　势，并立即切除＃３高加正常疏水调阀与危急疏水　调阀的自动，手动快速调整两阀门的开度大小，保　证＃３高加水位正常。