1000MW火电机组汽轮机低压缸变形问题

円电力科搭
11Power technology
摘要：哈尔滨汽轮机厂生产的N1000-25/600/600型四缸四排汽1000MW汽轮机是引进日本东芝技术制造的.
早期已经投产的机组，在调试期间均因低压缸变形而发生了不同程度的动静部分在垂直方向碰磨的问题.
基于此种现状，文章通过某电厂此类机型启动前针对低压缸的测量、分析和处理，探讨了汽轮机低压缸变形问题的解决方案.
关键词：低压缸；动静碰磨；变形；泊桑效应
文章编号：2096-4137(2019)19-082-03D0I:10.13535/ki.10-1507/n.2019.19.21
■文/侯伯男-1000MW火电机组谨轮机佢压缸变形问题
0引言
已经投运的哈汽N1000-25/600/600型1000MW超超临界机组，在调试期间均发生不同程度的低压缸动静碰摩的问题。

初步分析是由于低压缸通流部套和内缸的刚性不足，导致在 抽真空状态下缸体垂直方向变形量较大，使机组径向通流间隙变小，从而造成动静部套的径向摩擦。

1数据测量方法
为避免与以往机组发生同类问题，某2x1000MW燃煤电站项目在汽轮机正式扣缸前，邀请专业机构分别对2台汽轮机的低压内缸、外缸和轴封洼窝等处的变形量进行测量。

制作了专用铅块，用以测量在抽真空状态下低压缸末级叶片围顶与隔板的真实径向间隙。

为更直观地监测真空状态下的汽缸变形量，同时制作了支架，用以分别测量低压缸每个轴封洼窝处的对地沉降。

每台机组分别有A、B2个低压缸，其中A低压缸机端为#5轴承、励端为#6轴承，B低压缸机端为#7轴承、励端为#8轴承。

2测量数据
2.1#1汽轮机测量数据
2.1.1第1次变形测量
首次测量结果显示，#1汽轮机A、B低压缸前后轴封洼窝在抽真空
时沉降值均为1.92mm,变化量超过
汽封间隙设计值1.60mm。

但盘车时
没有出现内部碰磨迹象，暂无法判
断运行状态下低压缸内部动静部套
是否会发生碰磨。

低压缸外侧轴封洼窝处在最大
真空度-92.90kPa下，通过外部支
架测得A缸和B缸变形不一致，B缸
最大0.35mm,A缸最大0.09mm。

B
缸变形量大于A缸，故决定着重检
查B缸前后变形。

2.1.2第2次变形测量
鉴于第1次测量，判断#1机组B
低压缸负荷大，第2次单独对其内、
外缸变形进行真空状态下测量(真空
度是相对于标准大气压的数值)。

试验前：真空O.OOkPa,盘车
电流14.80A,顶轴油压13.50MPa,
B低压内缸前支撑、B低压内缸后支
撑、#8轴封洼窝均处于基准零位；
试验值：真空-92.90kPa,
盘车电流18.77A,顶轴油压
5.20MPa；B低压内缸前支撑相对地
基下沉0.30mm,B低压内缸后支撑
相对地基下沉0.32mm,#8轴封洼窝
相对地基下沉0.39mm。

2.1.3铅块磨检测量
在第2次测量同时，于低压B缸
的内缸正、反23级隔板与转子叶片
叶顶之间布置铅块，用以测量B缸
正、反末级叶片径向通流间隙变化
情况。

低压B缸23级正、反向叶顶
通流间隙的上部间隙设计值为
12.00mm,下部间隙设计值为
12.00mm o
说明书提供的正向23级安装
参考值为：上部13.80mm、下部
13.75mm;在抽真空前，通过合缸
预压铅块所测得的实际安装值为：
上部12.20mm、下部12.10mm;再
次扣缸，并开启真空泵进行抽真
空，使真空达到-92.90kPa,随后
开缸测量上下铅块所得的试验值：
上部11.40mm、下部11.42mm。

试
验前后的铅块磨损量即为通流间隙
变化值，通过以上数据可计算出B
缸正向23级处上部通流间隙减小
12.20-11.40=0.80mm,下部通流间
隙减小12.10-11.42=0.68mm6
说明书提供的反向23级安装
参考值为：上部13.65mm、下部
13.45mm;在抽真空前，通过合缸
预压铅块所测得的实际安装值为：
上部12.18mm、下部12.10mm;再
次扣缸，并开启真空泵进行抽真
空，使真空达到-92.90kPa,随后
开缸测量上下铅块所得的试验值：
上部11.84mm、下部11.50mm。

试
验前后的铅块磨损量即为通流间隙
变化值，通过以上数据可计算出B
•82•|中国再新科技2019年第55期
电力科授冉Power technology I I
缸反向23级处上部通流间隙减小12.18-11.84=0.34mm,下部通流间隙减小12.10-11.50=0.60mm o
试验值小于安装值，说明抽真空后内缸有椭圆现象(长轴在水平方向)，B缸23级正向间隙的安装值12.10+12.20=24.30mm,试验值11.42+11.40=22.82mm,绝对变形量为22.82-24.30=-1.48mm; B缸23级反向间隙的安装值12.10+12.18=24.28mm,试验值11.50+11.84=23.34mm,绝对变形量为23.34-24.28=-0.94mm。

根据泊桑效应，末级动叶伸长量约为8~9mm,计算一定余量，暂按伸长量9mm考虑。

B缸23级正向上部间隙为11.40-9.00=2.40mm,下部间隙为11.42-9.00=2.42mm; 23级反向上部间隙为11.84-9.00=2.84mm,下部间隙为11.50-9.00=2.50mm。

因此运行状态下23级正向上部通流间隙2.40m m为最小处。

以上数据实测时已考虑转子静态挠度，且油膜厚度、热态挠度、热膨胀、离心位移、振动等因素产生的影响预计在1.00mm以内，因此估算B缸23级正向上部间隙在热态时约为1.40mm,满足安全运行条件。

2.2#2汽轮机测量数据
2.2.1铅块测量数据
参照#1汽轮机的测量方法，对#2汽轮机低压B缸正向23级转子叶顶和隔板的通流间隙进行铅块测量。

B低压缸正向23级叶顶通流间隙设计值为：上部12.00mm、下部12.00mm;说明书提供的安装参考值为：上部12.38mm、下部12.10mm;在抽真空前，通过合缸预压铅块所测得的实际安装值为：上部14.00mm、下部11.60mm;再次扣缸，并开启真空泵进行抽真空，使真空达到-92.90kPa,随后
开缸测量上下铅块所得的试验值：
上部13.74mm、下部8.86mm。

试验
前后的铅块磨损量即为通流间隙
变化值，通过以上数据可计算出B
缸正向23级处上部通流间隙减小
14.00-13.74=0.26mm,下部通流间
隙减小11.60-8.86=2.74mm。

同时
通过外部支架测量#8轴封洼窝相对
地基下沉0.63mm。

2.2.2数据分析
(1)#2低压B缸下部磨损量
大，其最小间隙仅为&86mm,如果
考虑末级动叶的泊桑效应，动叶伸
长量为8~9mm,其下部发生碰磨可
能性较大。

抽真空后，23级垂直方
向绝对变形量为3.00mm,远大于#1
机的0.94mm,存在异常。

(2)#8轴瓦下沉量0.63mm,
与#1机组#8轴瓦下沉量0.39mm相差
较大。

抽真空后，转子相对低压内
缸23级隔板下沉2.74mm,说明转子
下沉量大于低压内缸下沉量。

(3)上述实验结果超过正常
运行时转子末级叶片因泊桑效应产
生的8~9mm伸长量，不能满足正常
运行要求。

2.2.3再次测量
为全面掌握汽缸真空状态下缸
内动静间隙的情况，决定采用铅块
法对#2机A、B低压缸全部正、反23
级转子叶顶与隔板的通流间隙同时
测量。

#2低压A缸反向23级，在抽真
空前，通过合缸预压铅块所测得
的实际安装值为：上部13.44mm、
下部11.10mm;再次扣缸，并开
启真空泵进行抽真空，使真空
达到-92.90kPa,随后开缸测量
上下铅块所得的试验值：上部
11.85mm、下部10.45mm0试验
前后的铅块磨损量即为通流间隙
变化值，可计算出#2低压A缸反
向23级上部通流间隙减小13.44-
11.85=1.59mm,下部通流间隙减小
11.10-10.45=0.65mm o
#2低压A缸正向23级，在抽真
空前，通过合缸预压铅块所测得
的实际安装值为：上部13.40mm、
下部11.04mm;再次扣缸，并开
启真空泵进行抽真空，使真空
达到-92.90kPa,随后开缸测量
上下铅块所得的试验值：上部
11.64mm、下部10.30mm。

试验
前后的铅块磨损量即为通流间隙
变化值，可计算出#2低压A缸正
向23级上部通流间隙减小13.40-
11.64=1.76mm,下部通流间隙减小
11.04-10.30=0.74mm。

#2低压B缸反向23级，在抽真
空前，通过合缸预压铅块所测得
的实际安装值为：上部13.93mm、
下部12.36mm:再次扣缸，并开
启真空泵进行抽真空，使真空
达到-92.90kPa,随后开缸测量
上下铅块所得的试验值：上部
12.10mm、下部10.66mm。

试验
前后的铅块磨损量即为通流间隙
变化值，可计算出#2低压B缸反
向23级上部通流间隙减小13.93-
12.10=1.83mm,下部通流间隙减小
12.36-10.66=1.70mm o
#2低压B缸正向23级，在
抽真空前，通过合缸预压铅块
所测得的实际安装值为：上部
14.06mm、下部11,04mm;再次扣
缸，并开启真空泵进行抽真空，
使真空达到-92.90kPa,随后开缸
测量上下铅块所得的试验值：上
部13.92mm、下部9.08mm0试验
前后的铅块磨损量即为通流间隙
变化值，可计算出#2低压B缸正
向23级上部通流间隙减小14.06-
13.92=0.14mm,下部通流间隙减小
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內电力科授
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1 Power technology
摘要：电力系统的安全性受到社会各界的高度关注，一旦低压配电网发生故障，将会导致电力系统瘫痪. 文章分析了低压配电网容易出现的故障问题，从加强低压配电网络的运营维修管理工作、强化电网预防自 然灾害的能力等4个方面探究了每种故障的解决方式，有助于我国电力事业的发展.关键词：低压配电网；常见故障；解决办法
文章编号：2096-4137 ( 2019 ) 19-084-03 D0I ： 10. 13535/j. cnki. 10-1507/n. 2019. 19. 22
■文/茅倩申镇施文波许斌锋一丿
0引言
由于低压配电网的线路较长， 配电范围较广，整个电网比较复
杂，因此在实际的运营中容易出现 各种各样的故障问题。

再加上电网 线路与用户终端属于直接连接，发
生故障会直接影响用户的使用情 况。

因此，相关人员必须要找到低
压配电网发生故障的原因，并对其 进行干预和改善，进而提升低压配 电网的安全性能。

1低压配电网的常见故障
1.1线路漏电故障
低压配电网在实际运行过程 中时常发生漏电故障。

这种故障发
生的原因在于低压配电网中的线路
老化或材料老化等，这些老化现象
降低了配电系统的绝缘性能，导致
导线和导线间出现了漏电故障。

当
低压配电网络发生漏电故障时，线
路中容易出现电火花，继而增加热
量的输出，一旦热量到达线路的熔
点，将会引起火灾，无法保障电网
11.04-9.08= 1.96mm o 从测量结果分析，确实存在B 低压缸变形反常情况，但变形量和
#1机组相近，冲转应无问题。

另
需对B 缸正向23级隔板底部进行处 理，使其达到9.00mm 以上。

轴封处 间隙变化大，会对机组真空和低压
缸的效率造成影响。

3处理措施
(1 )将B 低压缸正向23级隔板
底部汽封顶修磨，使真空状态下的 通流间隙大于9.00mm o
(2) 低压内缸隔板汽封暂不
处理，但在启动时要求控制启动参 数和暖机时间，过临界转速时提高 升速率，试运时加强听音、轴承金 属温度等的监测。

(3) 鉴于新机尚未试运行，决定加强现场监视。

4试运结果
4. 1
#1机组
试运正常，未发生因低压缸变
形导致的内部动静碰磨或振动超标 的情况。

4.2 #2机组
整套启动时顺利冲转到
3000rpm,但在暖机过程中#7、#8
轴瓦振动相对其他轴瓦偏大，随着
暖机时间的增长和负荷的增大，逐 渐趋于平稳。

在达到1000MW 满负
荷时，#5、#6轴瓦振动增大，之后
随着运行时间的增长，2台低压缸
对应的轴瓦振动均趋于平稳。

5试验结论
通过对低压缸变形量动静态试
验过程的数据测量、比对、分析，
确定了低压缸变形量的大小，通过
对变形规律的深入研究和测量结果 的分析，找出了安装中所应采取的 针对性的有效措施，并在机组的试 运过程中得到了验证，保障了机组
整套启动试运行的安全。

也为同类
型机组在此方面问题上提供了可参
考的经验。

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参考文献
[1] 刘治国，李东峰.大型汽轮机转子 泊松效应对胀差影响浅析[j].机械工 程师，2010 ( 4 ) : 151-152.
[2] 王洪鹏，韩丽丽，呂智强.哈汽一 东芝型超超临界1000MW 汽轮机[J].热 力透平,2008 ( 1 ) : 6-11.
(作者系中电投电力工程有限公司
工程师)
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