660MW超临界汽轮机转子磨损分析及处理

第27卷第5期 2011年9月

文章编号：1005-006X(2011)05-0057-03

电 站 系 统 工 程 Power System Engineering Vol.27 No.5

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660 MW超临界汽轮机转子磨损分析及处理

神华河北国华沧东发电有限责任公司 杨 磊 皮马光 邸 亮 张志远

针对部分660 MW超临界汽轮机所发生的低压转子轴颈磨损事故，分析了发生原因，介绍了处理经过，并结合现场实际情况，摘 要：

提出了一些预防措施，经过半年多的运行实践，证明相关措施是可靠的，经处理过的低压转子可以长期安全运行。

关键词：超临界；汽轮机；转子；磨损；处理

中图分类号：TK263.6+1 文献标识码：B

660MW Supercritical Steam Turbine Rotor Wear and Treatment

YANG Lei, PI Ma-guang, DI Liang, ZHANG Zhi-yuan

Abstract：The part of the 660 MW supercritical steam turbine rotor of low pressure that occur journal wear accidents, the causes are analyzed, the deal method is described combining with the field situation, a number of precautionary measures are made. After six months of operation practice, availability measures are proved reliably, the low-pressure rotor can be handled safely.

Key words: supercritical steam; turbine; rotor; wear; treatment

随着大型超临界机组的设计、制造与运行水平日渐成熟，发生转子磨损的事件已不常见，但去年以来某类660 MW超临界汽轮机的低压转子在若干电厂相继发生了轴颈磨损事故，严重危及机组的安全，且造成了巨大的经济损失。分析同类机组在不同电厂、相同部位相继出现磨损的原因，对于保证机组安全稳定经济运行，提高设备可靠性，建设本质安全型企业，尤为重要。

另一发电公司#4机组为660 MW超临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、凝汽式汽轮机。2010年9月在停机后的检查过程中发现低压#1转子调端对轮后轴颈损伤（材质为30Cr2Ni4MoV）。在距离#1低压转子调端对轮端面200 mm处被损坏的中低压转子对轮罩壳磨出一道沟槽，最大深度15.2 mm、宽10.10 mm。脱落的对轮罩壳上半已坠落在轴承箱底部，与转轴径向已脱离接触。在距离#1低压转子调端对轮端面30 mm处磨出一道宽6.9 mm、最大深度6.3 mm的沟槽。

1 设备概况

某发电公司3号机组为660 MW超临界、一次中间再热、两缸两排汽、单轴、空冷式汽轮机。2010年9月停机检修过程中，在检查汽轮机3号轴瓦温度测点时，发现高中压转子与低压转子对轮罩破损严重、汽轮机低压转子轴颈损伤（低压转子材质为30Cr2Ni4MoV-B3）。汽轮机高中压转子与低压转子轴颈距低压转子调端对轮端面319 mm处磨出一条沟槽，沟槽宽70 mm，最大深度28.8 mm，低压调端转子对轮凸肩处磨损。3号汽轮机高中压转子与低压转子对轮罩破损严重，对轮罩电端侧板脱落，对轮罩下半完全脱落。脱落对轮罩侧板最大磨损量25 mm。

图2 距离#1低压转子调端对轮端面30 mm磨损处

图1 低压转子调端磨损处

2 转子磨损原因分析

这两起事件中的汽轮机，由于是同一个生产厂家生产，其发生原因有着相同的共性：

(1) 造成汽轮机转子轴颈磨损的直接原因是中低压对轮罩损坏将转子划伤。

分析中低压对轮罩损坏经过原因如下：转子高速运行时，外露的24条对轮螺栓产生鼓风效应，对低压侧对轮罩产生气流激振，该侧对轮罩端板在气流激振力长时间作用下，造成对轮罩上半端板与顶板焊缝逐渐脱开与轴碰磨。在磨损冲击的作用下，将调侧端板下半与水平连接挂耳拉脱焊。最终电侧端板上下半同时脱落，被高速转动的汽轮机转

收稿日期：2011-05-02

杨磊(1980-)，男，工程师。沧州，061113

58 子击碎。

电 站 系 统 工 程 2011年第27卷

(2) 对轮罩设计强度考虑不足是引发轴颈磨损的主要原因之一。

制造厂对对轮罩的设计强度没有引起足够的重视，从本次事故后制造厂出具的对轮罩变更图来看，并未进行必要的强度校核。对轮罩设计中未充分考虑单侧螺栓外露引起的气流激振影响，未对低压侧端板采取必要的加固措施；下半对轮罩设计为通过4个挂耳和螺栓悬吊在上半两侧端板上，但是挂耳处未进行加强，而是仅仅焊接在了3 mm厚的端板上；从厂家重新发来的对轮罩焊接判断，设计图纸为端板与弧板采用了角焊缝外部单面焊接方式，焊接强度不足。

(3) 对轮罩外委加工过程中质量控制不严是引发轴颈磨损的另一主要原因。

制造厂对主机零部件的外委加工质量管控不到位。对轮罩焊接质量差，从损坏的对轮罩焊口可以看出部分焊口未焊透，焊缝强度不足，导致对轮罩整体强度低；从现场对对轮罩钢板测厚看，设计为3 mm的Q235钢板，但是实际测量厚度为2.6 mm，负偏差超标（普通钢板的公差标准为±0.22 mm）。

图4 加固后的低发对轮罩壳

4 转子磨损后续防范措施

针对低压转子轴磨损后启动过程监测事项及后续防范措施，电厂制定了如下措施，在不同阶段予以了实施。 4.1 机组启动过程中监测事项

(1) 机组在转速达400转后进行磨擦检查时，点检及运行巡检人员对2、3瓦进行就地瓦振动测量及对轮罩附近区域振动测量，发现异常立即打闸；

(2) 机组按厂家说明书在转速升至2000转中速暖机两小时时，点检及运行人员再对2、3瓦就地瓦振动测量及对轮罩附近区域振动测量，并对轴承室进行听音判断对轮罩壳的运行情况，发现异常立即打闸；

(3) 在机组过临界转速时着重监测2、3瓦轴振变化，是否存异常现象，如发现异常立即打闸，待原因查明后再继续启动。

4.2 机组运行期间监测及注意事项

(1) 在机组运行期间要避免出现短路工况以及非同期并网等异常恶劣工况，一旦出现恶劣工况后需要对磨损处进行检查和评估。

(2) 机组经历异常工况后，要对相关运行数据做出分析，必要时组织有关专家进行评估。

(3) 冬季真空较低时，调整绝对真空值不得小于3KPa，防止低压缸因真空原因变形造成机组振动异常。

(4) 机组运行期间监查2、3瓦油挡是否存在漏油现象，如有漏油现象，立即通知设备维护人员就地监听轴承箱内部是否存在异音，如有异常立即申请停机检查处理。

(5) 油化验。每次样品采集后静置，观察油样底部是否有微小的颗粒物。按照国家或者行业标准化验油样，包括颗粒度、水分、破乳化度等项目。相应机组每月化验油样颗粒度至少1次（注意机组启动初期的油品质量监督，并加强机组滤油工作）。记录化验结果并存档，统计分析化验数据，对异常数据或趋势及时分析处理。

(6) 水汽指标。保证水汽质量合格，防止汽轮机由于结盐量增加出现异常振动而影响汽轮机轴瓦等。在线化学仪表校验合格并可靠投运。

(7) 按运行规程规定进行跳闸通道试验、注油试验、OPC 试验、电超速试验及机械超速试验、阀门静止关闭时间试验、阀门在线活动试验。

(8) 汽轮机主汽门、调速汽门、抽汽逆止门必须按照集团公司定期工作标准进行活动试验，并对试（下转第61页）

3 转子磨损的处理

电厂确定转子的临时处理方案为：使用水砂纸沾润滑油对磨损区域进行手工打磨，去除尖角和积碳层之后使用布带或毛毡进行抛光处理。按厂家初步方案处理后，转子表面仍有8道不平整沟痕。后按汽轮机厂家现场服务人员确认最 …… 此处隐藏：4041字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……