#6机组轴向位移正向高报警原因分析与对策处理王纪刚

#6机组轴向位移正向高报警原因分析与对策处理王纪刚
发布时间：2023-06-03T08:38:20.499Z 来源：《中国科技信息》2023年6期作者：王纪刚
[导读] 江苏射阳港发电有限责任公司660MW汽轮机的推力轴承与支持轴承分开，位于高中压缸与低压缸A之间，采用倾斜平面式双推力盘结构，这种结构的推力轴承由沿圆周方向的10条油槽将推力瓦面分割10个扇形瓦块，每块沿圆周方向倾斜，以保证瓦块内径处的润滑流量均匀，轴向推力通过推力盘直接作用在推力轴承的工作面或非工作面上，传递给组装在推力盘轴承的瓦块上，经瓦块的支承块、平衡块、基环、推力轴承的外壳传递到机座上。

射阳港发电有限责任公司江苏盐城 224346
摘要：江苏射阳港发电有限责任公司660MW汽轮机的推力轴承与支持轴承分开，位于高中压缸与低压缸A之间，采用倾斜平面式双推
力盘结构，这种结构的推力轴承由沿圆周方向的10条油槽将推力瓦面分割10个扇形瓦块，每块沿圆周方向倾斜，以保证瓦块内径处的润滑
流量均匀，轴向推力通过推力盘直接作用在推力轴承的工作面或非工作面上，传递给组装在推力盘轴承的瓦块上，经瓦块的支承块、平衡块、基环、推力轴承的外壳传递到机座上。

如果汽轮机轴向推力超过了推力承轴允许的负载限度，则会导致推力承轴的损坏，较常见到的
就是推力瓦磨损和烧毁，严重时还会造成更大的设备损坏事故。

轴向位移报警严重影响机组的安全稳定运行。

本文针对东汽660MW机组轴向位移出现正向高报警的原因进行综合分析，同时也总结了一些对策措施和建议。

关键词：轴向位移正向报警原因分析对策处理
0.引言
江苏射阳港发电有限责任公司660MW超超临界机组是东方汽轮机厂生产的，在汽轮机运行过程中中，推力承轴承担汽流在其通道中流动时所产生的轴向推力。

不同负荷下，轴向推力的大小不同的，推力承轴在受压时产生的弹性变形也不同。

在运行中，我们将位移数值和
准值相比较，从而判断机组运行是否正常。

轴向位移保护装置是用来检测汽轮机转子和静子之间相对位移，它根据推力轴承承载能力和流通部分间隙规定了报警值和停机值，当
轴向位移骤增值超过规定值时，轴向位移保护装置能自动报警和自动停机，防止轴向位移增大时汽轮机受到损伤。

1 现状调查
2022年3月18日#6机组开机过程中，本机组启动方式是中压缸启动，在没有切缸前负荷50MW左右时，轴向位移正向I值大于0.6报警，
轴向位移正常值-1.05―0.6㎜，报警值-1.05，0.6㎜，停机值-1.65，+1.2㎜。

通常切缸时，随着高压缸进汽，轴向位移会向反向位移，报警值应该逐步减小。

为了保证切缸时，防止气流、气压瞬间变化对机组轴向推力的影响，相关人员要求短时间切除轴向位移保护，防止瞬间轴向
位移增加跳机，机组改用人工执行对轴向位移的监视，轴向位移和推力瓦温度达停机值立即拍机，切缸过程中随着高压缸进汽，轴向位移
正向报警值短时间达0.89㎜左右，随着机组负荷的增加，汽缸与转子膨胀正常，轴向位移逐步降低到正常范围内。

2 工艺要求
推力轴承的检修工艺介绍：
2.1 吊下＃2轴承盖，拆出推力瓦盖水平结合面螺栓，用顶丝均匀地顶起20～30mm，然后吊出，拆出球枕水平结合面螺栓，拨出锥销，用特殊吊环吊出球枕（上半部），并拆出温度测量元件的引出线。

2.2 取出两半挡油圈，吊出上半部分的正反推力面的推力瓦，再旋出下半部分的正、反两推力面的推力瓦。

2.3 检查推力瓦块表面钨金应光滑、完整。

2.4 推力瓦块厚度与原始记录比较无明显磨损。

2.5 推力轴承回油挡油圈与推力盘径向间隙 0.15～0.30mm。

2.6 推力瓦两侧动密封挡油圈组装正确。

2.7 推力瓦轴向间隙 0.46～0.51mm。

2.8 推力瓦块在全组合时，与推力盘接触的印痕不得少于75％。

2.9 推力轴承外壳结合面定位销与孔装配不松动，不弯曲，外壳上、下半不错位。

2.10 测量推力间隙。

2.11 测量杆支在推力瓦外壳上且与轴平行。

2.12 工作推力瓦块之间相互厚度之差不能超过0.02mm，非工作瓦块之间相互厚度之差不能超过0.02mm，如有异常，应查明原因作必要处理。

2.13 推力轴承间隙标准
项B
推
力瓦
总
间隙
密
封环间
隙
油
封总间
隙
轴
承与瓦
套两侧
球面
配合
间隙
标
号K a b c n
设计
值
0 46
～
0.51
6
0.15
～
0.30
总
间隙
0.05～
0.135
0.025
3 原因分析
3.1 常见原因分析：
3.1.1过热蒸汽流量变化。

3.1.2汽轮机叶片结垢使流通面积减小。

3.1.3过热蒸汽温度变化。

3.1.4机组负荷变化。

3.1.5高压轴封大量漏汽导致轴承座温度升高。

3.1.6高压汽封疏汽压调节变化。

3.1.7汽轮机叶片在运行中断落。

3.1.8汽轮机基础沉降也可会影响轴向位移的变化。

3.1.9推力轴瓦磨损或损坏，推力瓦工作失常。

3.1.10抽汽停用，轴向推力变化。

3.1.11发电机转子窜动。

3.1.12频率变化。

3.1.13汽轮机真空变化。

3.1.14电气式轴位移表受频率，电压的变化影响。

3.1.15液压式轴位移表受主油泵出口油压、油温变化等影响。

3.1.16过热蒸汽含水高，造成汽轮机“水冲击”。

3.2针对性原因分析：
结合本次机组开机的实际情况，当轴向位移增加时，对照运行工况，检查推力瓦温度和推力瓦油回温度没有异常升高现象，差胀和缸胀情况也正常，排除了轴向位移真正的变大，进一步调取DCS历史曲线进行以下分析：
图一：2022年3月18日517MW轴向位移及其他相关参数
图二：A修检修记录卡相关数据
进一步和2021年6号机A修现场工作人员和技术人员交流，确认当时在转子定位时，存在零位不准问题。

通过6号机组A修前、后轴向位移及相关参数对比，A修前是负值，A修后一开机是正值，一般是在确定零位时出现错误，本次6号机轴向位移增加系A修时轴向位移定位不准导致，存在施工方热控和汽机人员没有沟通好，同时乙方也没有联系甲方汽机技术人员共同确认，现场工作人员确定零位时出现了偏差，定零位时误将转子推向了机头方向。

4 对策建议
针对原因分析，我们提出了以下对策建议：
4.1检修人员加强跟踪观察，发现机组轴向位移偏大时，及时联系运行人员调整运行参数。

4.2机组启停时，及时安排技术人员跟踪观察轴向位移变化。

4.3待停机具备条件及时处理，解体推力瓦轴承箱，检查转子轴向位移推力瓦总间隙、球面间隙，重新确认转子零位。

4.4检修和外包施工人员必须熟悉本机组转子零位的确认方法：
汽轮机在全冷态时需对汽轮机的轴向位移、差胀参数进行定零位，用外力（如千斤顶）预加一定的力在转子的推力盘上（如10吨的力，视转子大小，没有统一要求，一般50T以下），使推力盘与推力瓦靠紧，此时就是差胀、轴位移的测量零位，推向的那一侧推力瓦侧称为推力瓦工作面。

对于高中压合缸的汽轮机，低压缸对轴向推力的大小影响比较大，正常情况下，汽机的轴向推力是指向发电机侧的，所以靠近发电机一侧的为工作面，当机组负荷急剧变化时，轴向推力的方向指向机头，靠近机头侧的一面为工作面。

工作面和非工作面只是相对的，没有严格的界限，不同情况有不同的解释。

江苏射阳港发电有限责任公司6号机组转子采用倾斜平面式双推力盘结构，调整方法是转子推向发电机侧，靠近机头侧的一面为工作面。

4.5了解调研本型机组加装推力瓦油膜压力表的可行性，运行人员利用这些表计监视汽轮机推力瓦的工作状况和转子轴向位移的变化。

4.6 加强设备重要节点的环节验收，在汽机轴向位移转子定零位项目文件包中增加技术三级验收人员签名，现场进行多方确认；在热控调整好轴向位移探头后机务人员检查DCS反馈数据，共同见证转子零位和轴向位移反馈数据的正确性。

4.7热控人员对轴向位移Ⅰ、Ⅱ值误差0.2㎜左右进行校正，便于监视。

5 处理方法
2022年9月15日6号机组C修过程中，对主机轴向位移进行检查：
5.1 机组停机冷却12天后，汽轮机润滑油系统和盘车停运。

现场解体轴向位移轴承箱和#2轴承箱盖，在轴向位移瓦枕和转子凸台上面架百分监视转子位移，用50T的液压千斤顶推移转子没有成功。

5.2考虑是全轴系状态下推转子，与机组A修时单纯推A低压转子状态不一样，全轴系转子自重重量很大，总重达250T左右。

经过技术人员讨论商定，决定轴承箱处做塑料薄膜临时遮挡，恢复轴向位移轴承箱盖，#2轴承箱盖保留打开状态架千斤顶推轴，启动机组润滑油泵和顶轴油泵顶起转子后再推转子，成功移动转子。

通过修前与修后转子零位的重新确认，DCS画面反馈的轴向位移数据分析，可以确认2021年6号机A修时轴向位移定位存在错误。

图二：转子重新定零位后DCS反馈数据
5.3 重新确认转子零位，调整方法是转子推向发电机侧，靠近机头侧的一面为工作面，重新整定轴位移探头轴电压，DCS数据如下图：
图三：转子零位，机务、热控确认DCS反馈数据
5.4 2022年10月12日机组试转油系统、投顶轴油泵。

5.4 2022年10月18日机组机组启动并网，观察汽轮机轴向位移变化如下图：
图四：机组62万负荷轴向位移
5.5 根据C修后机组各状态下的汽轮机轴向位移变化情况分析，本次对轴向位移重新定位方法是准确的，成功解决了#6机组轴向位移正向I值大于0.6报警的故障。

6 结束语
根据以上分析及对策建议，造成本次#6机组轴向位移正向报警的原因是检修工艺不符合规范引起的，存在施工人员对东汽机组轴向位移检修工艺不熟悉，相关技术人员对重要工序验收把关不严，相关专业沟通协调不好，所有问题的叠加，导致了本次轴向位移报警的产生，影响了机组的安全稳定运行，我们要在引起高度重视。

在今后的工作中举一反三，深刻吸取教训，强化质量意识，严格执行质量验收制度，确保机组安全稳定运行。

参考文献：
[1]东方电气股份有限公司-660WM本体系统说明书[S]
[2]《电力技术标准汇编——汽轮机及辅机》，国家经济贸易委员会电力司主编[S]
作者简介：
王纪刚（152****2636，1986—），男，河北邯郸人，江苏射阳港发电有限责任公司，高级工程师、高级技师，主要从事火力发电厂检修管理工作。