1000MW机组安装和试运浅析

　　摘要：华能玉环电厂国内首台1000MW汽轮机是由上海汽轮机有限公司和德国SIEMENS公司联合设计制造的，其中高、中压缸及转子是SIEMENS公司生产的，在安装和试运中也存在一些问题，本文就高压主汽阀的安装以及发电机密封瓦的安装和意大利液压盘车投用中存在的问题进行分析。
　　关键词：1000MW机组汽轮机；高压主汽阀；发电机密封瓦；液压盘车
　　1、引言
　　华能玉环电厂汽轮机是由上海汽轮机有限公司和德国SIEMENS公司联合设计制造的超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽、双背压、八级回热抽汽、反动凝汽式汽轮机N1000-26.25/600/600（TC4F），设计额定主汽压力26.25MPa、主汽温度600℃、再热蒸汽温度600℃，末级叶片高度1146mm。汽轮发电机组设计额定输出功率为1000MW，保证热耗为7316kJ/KW.h；TMCR功率为1000MW；VWO功率为1049.85MW。
　　2、高压主汽阀和发电机密封瓦安装研究
　　玉环电厂1000MW机组高压主汽阀的结构与其他机组的高压主汽阀并无本质的区别，均属主、调联合汽门。但其调速汽门与汽缸的连接则采用了与众不同的方式，它是靠调门上的锁紧螺母直接与高压缸联成一体的。在安装前应有一系列的准备工作，比如检查阀体托架上的托架（设计组）、螺栓、套筒及接触面清洁度；托架（设计组）拉到行车吊钩上，找中并固定到位；将张紧装置装到托架上并将它与阀体固紧等；对于锁紧螺母的拧紧方式也有明确的要求；比如，在螺母吊起并能自由旋动前使螺纹螺母的重量作用于支架上以及检查零件螺纹的清洁度并按图纸要求涂以润滑剂，移除间隙上的保护条。将锁紧螺母旋入到螺纹的前端，用管子的短端在螺纹上转动它，并在冷态下初紧之，任何时候都要确保连接孔处的平面平行度小于0.03mm。最后是用环形燃烧环热紧锁紧螺母完成主汽阀的安装。而安装就是由于没有严格按照厂家的要求去做，导致高压调门的锁紧螺母在安装就位前就被咬死，后只能在外国专家的指导下用加热的方法使其松开，以致接触滑动面受损。前后共花了一个星期的时间。究其原因我认为有以下几点：第一点就是安装前工作人员没有认真学习安装资料，没有认真检查阀体托架上的托架（设计组）、螺栓、套筒及接触面清洁度，清洁进汽口接触面及U型环安装槽，并检查是否有损坏。没有检查零件螺纹的清洁度并在所有的滑动及接触面上涂以润滑剂。（该润滑剂据称可耐高温800℃）。同时很重要的一点是没有对清洁后的调门进行保护，比如端部和螺母上的排气口的封闭，致使灰尘及脏物进入到螺母的接触及滑动面导致锁紧螺母卡死。另一点就是在起吊和旋转锁紧螺母时没有使锁紧螺母处于平衡找中和自由状态，而是在偏向一端时就开始用力旋转之，导致锁紧螺母卡死。这个问题实际上也是完全可以避免的，说明工作的马虎大意是会给工作带来损失的，我们在以后运维的工作中一定要杜绝这种马虎的工作作风，要养成一种严谨细致的工作态度和工作作风。
　　密封瓦的安装问题则是由于在工期比较紧的情况下出现的返工现象。也就是因为轴瓦绝缘不合格而返工。我们知道密封瓦在安装过程中一个重要的检查工序是测量绝缘，也就是测量励磁机端轴承对底板，轴承对油管的绝缘电阻。这个检查工作主要是为了防止因产生轴电流而使转子和轴瓦损坏。我们知道消除轴电流是必须的要求，发电机转子在高速旋转时与静子之间是滑动乌金瓦轴承油膜绝缘，如果有轴电流的存在的话,轴与轴瓦之间就存在放电,长时间就会产生电蚀，所以都要求在其中一个轴承座上（也就是励磁机端）用绝缘板或绝缘套和绝缘垫片将轴承座与机座以及连接螺栓进行绝缘,杜绝轴电流形成回路。产生轴电流的原因主要有磁力线分布的不对称效应以及转轴的磁化效应。这种磁电相互转换，会在机组内形成很强的磁场，并出现很高的电流。由于转子对地存在电阻，一旦带电，就会建立起对地电压，当电压升高到某一数值，就会在电阻最小的区域击穿，发生电火花放电。在发电机转子系统中，最容易发生电火花放电的部位是径向轴承和浮环密封面即密封瓦，这些部位因运行中的多种条件变化（如负荷、温度、润滑状况以及转子振动等），均有可能会使油膜和气隙电阻减小，在这些部位引起电火花放电现象。最终导致轴承或转子系统的损坏。所以，一般正常情况下在组装密封瓦和发电机轴承时必须测量轴承及密封瓦对大地的绝缘电阻。通过我的观察了解的情况我认为发生返工的原因有以下几种可能：第一是密封瓦的绝缘。密封瓦的绝缘实际上就是密封瓦外壳与地板的绝缘。而影响密封瓦壳的绝缘的因素主要就是密封瓦壳端面的绝缘、密封瓦与端盖连接螺栓的绝缘、密封瓦内油挡的绝缘等。其次就是径向轴承的绝缘，第三就是杂质的影响。首先单纯的径向轴承的绝缘不合格可以排除，因为这很容易判断和观察得到。杂质的影响似乎客观存在（这也是安装公司对外认为的主要原因），但不会是主要因素。因为实际上油质已经过一段时间的过滤且是合格的，而且杂质的影响在绝缘电阻数值上的反应不会太大且会是个变化值（有时合格有时不合格）。所以，密封瓦的绝缘不好应该是主要原因。根据以往的经验，密封瓦与端盖连接螺栓的绝缘，以及内油挡的绝缘均是容易出现问题的地方，因此可以判断此次绝缘不合格的原因应该是密封瓦的绝缘问题。所以，我们在组装密封瓦的过程中应该非常认真的、细心的、有耐心的去对待每一个工序。具体而言，要注意几个问题：
　　（1）内油挡的绝缘
　　在组装内油挡时一定要测一遍绝缘合格后方可进行下面的组装，且该电阻数字应该较大。
　　（2）密封瓦壳的绝缘
　　在组装密封瓦壳时尤其要注意连接螺栓的绝缘，很多情况就是由于连接螺栓的绝缘不好而导致整个绝缘不合格。要求螺栓的绝缘外包（绝缘外套或绝缘胶带）完好无损，连接螺栓的螺纹裸露部分一定不要与密封瓦壳有丝毫接触。
　　（3）为了保证密封瓦壳的绝缘合格而不致返工，在组装完下瓦壳后一定要先测绝缘合格后方可组装上瓦壳，有时可能要每个螺栓进行绝缘测量合格后，再进行下面的组装。所以我们在组装密封瓦及瓦壳的时候，一定要对可能影响发电机密封瓦绝缘的各种因素有充分的认识，一个细小的失误都会给工作带来麻烦，都会造成损失。
　　总而言之，以上两个事例提醒我们在以后的运维工作中要认真细致的对待每一个工作。每一个工作每一台设备都要细心的研究，努力钻研，真正搞懂了后再去实施，这样就可能避免许多不该发生的事故和损失。
　　3、液压盘车在运行中问题
　　被普遍关注的主机部分应该说还是比较令人满意的，从各轴及轴瓦的振动情况来看应该是良好的且不用多述。有一次盘车没有投上，现就其原因进行分析。
　　玉环电厂1000MW汽轮机盘车装置采用的是液压盘车，主要由液力调速马达、超速离合器、中间轴和必要的轴承及紧固件组成。液压马达直接由顶轴油驱动，即当顶轴系统投入运行时，盘车即投入。在液力马达的给油管上装有可调节流阀，用以改变速度。做抬轴试验时，通过关闭节流阀，可以将轴盘车系统从顶轴系统中隔离出来。液力马达通过有齿轴和法兰转动超速离合器的外座圈。外座圈由护环和两个滚珠轴承支承在壳体内；超速离合器的内座圈直接紧固在中间轴的端部上。为了防止轴承在汽轮机正常运行期间发生静止腐蚀，向液力马达输送少量润滑油，使马达缓慢转动。超速离合器的啮合件封装在箱体内，并以这样一种方式安装，即在投入盘车装置时，它们向内旋转，从而使内外座圈之间产生刚性连接。轴线则由液压盘车装置马达通过特殊仿形轴、轴法兰及超速离合器驱动。在汽轮机升速时，离合器的夹紧件向外旋转，断开连接。在更高转速下，离心力使得随内环一起旋转的啮合件收缩直至与外环不再接触，这样在汽机运行过程中就不会产生磨损。
　　当发现盘车没有投上时，马上检查了顶轴油系统，用百分表检查各轴颈抬升值（参考值为0.05-0.08mm），发现#4轴承的顶轴油压及轴颈抬升值与原记录不一致。同时揭开手动盘车盖进行手动盘车，经检查手动盘车正常（但当时没有盘动一整圈）。检查还发现顶轴油在进入模块后并没有进到盘车油缸（手模进油管为常温，而如果有顶轴油流过会有明显的温升）。经过分析，调整了#4轴承的顶轴油压，测量了#4轴承顶起高度（0.08mm），同时反复启停顶轴油泵调压阀，通过数次开启和关闭调压阀（按照外国专家的方法是快关而慢启），使节流阀重新自由动作。
　　盘车没有投上的原因主要有如下几点：
　　1）盘车没有产生足够旋转轴系所需的力矩也就是盘车还没有动力（顶轴油没通到工作油缸）
　　2）虽然节流阀开启了，有一个轴承的顶轴油压太低。
　　3）由于节流阀有缺陷（可能暂时未通），使顶轴油系统中的压力过低。
　　由于这种盘车在以前的国产机组里比较少采用（本人还是第一次遇见），图纸资料也比较少，因此对这种盘车还是缺乏了解。有了这次经历，让我们对这种设备有了一些认识，，也为以后的运维工作积累了一点经验。
　　另外关于辅助设备几个滤网频繁堵死的原因分析：凝结水泵入口滤网、真空泵入口滤网、电泵前置泵入口滤网、以及低加疏水泵入口滤网在启动过程中均反复被杂物堵死，凝结水泵入口滤网堵死还引起一次跳机（因为A泵入口滤网还在检修，B泵入口滤网又堵死了）。究其原因实际上很简单，那就是有太多的杂质了。但我们要找出所谓太多杂质从何而来，能否减少和避免这些杂质或者说在整套启动过程中避免由于这个问题而影响启动呢？我认为实际上还是有文章可做的。现仅以凝结水系统为例简单阐述一下。凝结水入口水质取决于凝结器内部的清洁以及整个负压部分的清洁状况。从#2机实际情况来看，我认为有两个情况影响比较大，第一是轴封管道系统的清洁情况，其次就是所谓的干拉真空。玉环电厂#2机轴封管道系统的吹扫由于时间的关系应该说吹扫得不够彻底。轴封系统管道内杂物较多，加上在启动前汽机负压部分采用了干拉真空，即在没有启动轴封送汽的前提下启动了真空泵（原因就是为了配合锅炉点火而拉真空）。虽然在启动真空泵前采取了一些防范措施，比如在低压转子轴封处贴上胶布等，但这种密封效果显然远远不够。当真空泵启动后，空气中的杂质，以及各抽汽系统管道、轴封系统管道和相关的负压管道中的杂质全部吸入到凝结器热水井。从凝结水泵入口滤网每次被堵的杂质情况来看实际上都是一些尘垢聚集物，而且以纤维绒为主，并没有大的异物杂质。可以看出这些尘垢都是由于负压部分没有清理干净，主要就是一些残留的保温灰和一些纤维绒，因为这些物质不会溶于水排不掉，而且极易附着滤网上，造成滤网堵塞。至于干拉真空则使尘垢情况加重。所以我们在最后验收时一定要把好关。该吹扫的一定要吹扫干净，该清理的一定要清理干净。这样才能保证整套启动时不至于产生像滤网不断堵塞的不好现象。
　　参考文献:
　　[1]沈士一、庄贺庆、康松、庞立云.汽轮机原理.北京:水利电力出版社，1992.
　　[2]康松、杨建明、胥建群.汽轮机原理.北京:中国电力出版社，2000.
　　[3]华东六省一市电机工程（电力）学会.汽轮机设备及其系统(600MW火力发电机组培训教材).北京:中国电力出版社，2001.
　　[4]中国动力工程学会.火力发电设备技术手册（第二卷：汽轮机）.北京:机械出版社，2000.
　　[5]中国动力工程学会.火力发电设备技术手册（第四卷：火电站系统与辅机）.北京:机械出版社，2000.
　　[6]中国华东电力集团公司科学技术委员会.汽轮机分册(600MW火力机组运行技术丛书).北京:中国电力出版社，2000.

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