大型火電汽輪機組中心調(diào)整

1、 大型汽輪機組軸系中心調(diào)整分析 李志行引言：從2004年我國首臺600MW國產(chǎn)化超臨界燃煤機組-華能沁北電廠1號機組投產(chǎn)至今已經(jīng)過去12年，大型超臨界火機組建設(shè)與投產(chǎn)增速遠遠超出人們當(dāng)初的想象。在過去的12年中，陸續(xù)投產(chǎn)的600MW機組大多經(jīng)過投產(chǎn)后1年A修和6年定檢A修，火電從業(yè)人員對大型機組的認知與理解也在歷次檢修中不斷提高，加上電力行業(yè)對于大型火電機組長周期運行要求逐年提高，檢修流程的標準化與修后設(shè)備各參數(shù)指標符合標準達設(shè)計值作為一項至關(guān)重要的管理與檢驗手段被應(yīng)用于各類機組等級檢修過程中，起到良好的效果。但是，也正因如此，火電檢修和管理人員對于一些關(guān)鍵技術(shù)工藝參數(shù)的設(shè)計標準變得有些盲從，

2、無論待檢機組狀態(tài)是否與設(shè)計狀態(tài)一致，都按照設(shè)計標準進行檢修處理，導(dǎo)致修后機組運行狀態(tài)惡化。筆者有幸在兩年時間內(nèi)參加同一臺機組兩次非標大修，本文以該機組實際情況來分析在機組檢修狀態(tài)無法參照設(shè)計標準狀態(tài)時汽輪機組中心調(diào)整的方式與策略。一、 機組概況三門峽華陽電廠#4汽輪機組（#4機）為哈電生產(chǎn)的CLN600-24.2/566/566 型，超臨界、一次中間再熱、單軸、三缸四排汽、雙背壓凝汽式汽輪機。該機組于2006年投產(chǎn)，2007年首次A級檢修，2012年第二次A級檢修。2014年5月與2015年10月分別進行了兩次單揭兩個低壓缸的B級檢修，其中2014年檢修未抽發(fā)電機轉(zhuǎn)子，2015年檢修抽出發(fā)電機

3、轉(zhuǎn)子。兩次B級檢修都面臨同一個問題，軸系中心的調(diào)整如何處理。設(shè)計制造單位有明確的軸系標準（圖1.1），但是在機組建設(shè)安裝時，建設(shè)單位是在機組全冷態(tài)半缸狀態(tài)下將軸系中心調(diào)整至此標準，機組狀態(tài)與兩次B檢狀態(tài)截然不同。在這種情況下，強行參照設(shè)計標準調(diào)整軸系中心勢必有些欠妥，并且該機組在過往運行中軸系各項指標（軸振、瓦振、油溫、油壓等）均處于優(yōu)良穩(wěn)定狀態(tài)（表1.1），所以如何處理修前測得軸系中心數(shù)值與設(shè)計值的差異必須三思而后行。 圖1.1 軸系找中圖 #1#2#3#4#5#6#7#8#9瓦振（um）952017241624254X向軸振（um）517757405625604025Y向軸振（um）686

4、852474746614525金屬溫度1()72.7574.7274.4381.5673.8578.0366.1562.9656.29金屬溫度2()72.7470.2970.5777.1073.1977.63回油溫度()57.4064.4659.5659.0461.7658.2752.5956.7441.87表1.1 #4機630MW負荷下主機#1-9瓦振動、溫度情況（2014年02月15日）二、 檢修過程分析2.1 2014年#4機組軸心中心調(diào)整處理情況2014年#4機B檢高、中壓缸和發(fā)電機無檢修項目，單獨揭I、II低壓缸檢修。#4機組B級檢修工期短，汽缸冷卻緩慢，需要在調(diào)節(jié)級溫度110的情

5、況下揭低壓缸，開展后續(xù)工作。如何盡快掌握修前機組中心狀況，制定切合機組實際的軸系調(diào)整方案，合理分配各軸瓦負荷，保證修后機組運行狀態(tài)優(yōu)良，成為本次揭缸檢修的技術(shù)難點。修前討論決定檢修過程中采取對軸系中心在不同溫度狀態(tài)下多次復(fù)查，復(fù)查的順序為低低、低發(fā)、中低，調(diào)節(jié)級溫度每下降10-15測量一次，直至調(diào)節(jié)級溫度50，共測量5次。在中心調(diào)整方案未確認之前，所有支撐軸承下瓦不得移動，相關(guān)金相檢查直接在軸承箱內(nèi)進行，如果個別瓦塊存在問題則單獨將瓦塊拆卸出來瓦枕瓦座仍然不做任何移動。測量結(jié)果見表2.1 表2.1 2014年#4機組軸系中心記錄高、中壓與低對輪中心標準：中壓轉(zhuǎn)子對輪偏低0.30mm 下張口0.

6、127mm 其余不大于0.03mm測量狀態(tài)圓周（垂直方向）圓周（水平方向）平面（垂直方向）平面（水平方向）2014.3.19 修前全缸 132.8高、中壓轉(zhuǎn)子中心低0.14高、中壓轉(zhuǎn)子偏左側(cè)0.07下張口0.1左張口0.02014.3.20修前全缸 117.6高、中壓轉(zhuǎn)子中心低0.30高、中壓轉(zhuǎn)子偏左側(cè)0.1下張口0.05左張口0.022014.3.25修前半缸 72.8高、中壓轉(zhuǎn)子中心低0.415高、中壓轉(zhuǎn)子偏左側(cè)0.065下張口0.055左張口0.0252014.3.29修前半缸 60高、中壓轉(zhuǎn)子中心低0.415高、中壓轉(zhuǎn)子偏左側(cè)0.065下張口0.055左張口0.0252014.3.31

7、修前全缸50高、中壓轉(zhuǎn)子中心低0.32高、中壓轉(zhuǎn)子偏左側(cè)0.04下張口0.09左張口0.03低與低對輪中心標準：低轉(zhuǎn)子對輪偏低0.15mm 下張口0.203mm2014.3.19 修前全缸低壓轉(zhuǎn)子中心低0.375低壓轉(zhuǎn)子中心偏右0.14下張口0.26左側(cè)張口0.002014.3.22修前半缸低壓轉(zhuǎn)子中心低0.38低壓轉(zhuǎn)子中心偏右0.19下張口0.23右張口0.022014.3.29修前半缸低壓轉(zhuǎn)子中心低0.39低壓轉(zhuǎn)子中心偏右0.17下張口0.19左張口0.012014.3.31修前全缸低壓轉(zhuǎn)子中心低0.25低壓轉(zhuǎn)子中心偏右0.08下張口0.23右張口0.01低與發(fā)電機對輪中心. 標準：低轉(zhuǎn)子

8、對輪偏高0.15mm 下張口0.127mm2014.3.19 修前全缸低壓轉(zhuǎn)子中心高0.015低壓轉(zhuǎn)子中心偏右0.145下張口0.13左張口0.02014.3.22修前半缸低壓轉(zhuǎn)子中心低0.125低壓轉(zhuǎn)子中心偏右0.075下張口0.12左張口0.032014.3.29修前半缸低壓轉(zhuǎn)子中心低0.08低壓轉(zhuǎn)子中心偏右0.08下張口0.08左張口0.002014.3.31修前全缸低壓轉(zhuǎn)子中心高0.11低壓轉(zhuǎn)子中心偏右0.10下張口0.09左張口0.00通過上表的數(shù)據(jù)對比可知：1、高中壓轉(zhuǎn)子在調(diào)節(jié)級溫度逐漸降低的過程中，中低對輪高差在逐漸增大，調(diào)節(jié)級溫度降低了83度，中-低對輪中心高差增大了18絲，#

9、2瓦標高呈降低趨勢。2、在調(diào)節(jié)級溫度從133降至50期間，I、II低壓轉(zhuǎn)子高差在逐漸縮小，低-低對輪中心高差縮小了12.5絲，#3瓦標高有抬高趨勢。3、在調(diào)節(jié)級溫度從133降至50期間，低發(fā)對輪高差在逐漸增大，低-發(fā)對輪中心高差增加了9.5絲，#7瓦標高有抬高趨勢。4、全實缸比半缸狀態(tài)高中壓轉(zhuǎn)子抬高了9.5絲，I低壓轉(zhuǎn)子抬高了14絲，II低壓轉(zhuǎn)子下降了3絲，下張口有不同程度的加大。 5、機組調(diào)節(jié)級溫度下降至60以后中心變化趨勢不再明顯，熱應(yīng)力和熱膨脹引起的中心變化基本消除。通過對解體數(shù)據(jù)和上次大修數(shù)據(jù)的對比，發(fā)現(xiàn)軸系各中心變化趨勢與預(yù)計的溫度、熱應(yīng)力等因素造成的中心差異基本一致，結(jié)合機組修前運

10、行狀況良好、軸頸無明顯磨損、軸瓦接觸良好的基本情況，確定了中心不做的調(diào)整，維持現(xiàn)有中心狀態(tài)，確保運行中心不變的原則，但修后同軸度必須確保在標準范圍內(nèi)。實踐表明按此原則處理#4機組修后運行狀態(tài)良好。2014年5月29日#4機修后帶滿630MW負荷下主機#1-9瓦振動、溫度情況：2.2 2015年#4機組軸心中心調(diào)整處理情況2015年4B檢修主機主要有I、II低壓缸解體、發(fā)電機抽轉(zhuǎn)子等項目，與14年相比增加了發(fā)電機抽轉(zhuǎn)子項目。在檢修開始之前依據(jù)實際運行數(shù)據(jù)結(jié)合歷次檢修經(jīng)驗確定過本次檢修軸系中心調(diào)整以2014年揭低壓缸數(shù)據(jù)為參照，在相同的溫度點和汽缸狀態(tài)下進行多次測量并參考設(shè)計靜撓度曲線中各點狀態(tài)。

11、修前測量結(jié)果見表2.2 表2.2 2015年#4機軸系中心記錄測量狀態(tài)測量位置中壓與低對輪中心。標準：中壓轉(zhuǎn)子對輪偏低0.30mm 下張口0.127mm低與低對輪中心。標準：低轉(zhuǎn)子對輪偏低0.15mm 下張口0.203mm低與發(fā)電機對輪中心。標準：低轉(zhuǎn)子對輪偏高0.15mm 下張口0.127mm）2015.10.13修前半缸 121圓周（垂直方向）高中壓轉(zhuǎn)子中心低0.015轉(zhuǎn)子中心低0.395轉(zhuǎn)子中心低0.545圓周（水平方向）高中壓轉(zhuǎn)子中心偏左0.135轉(zhuǎn)子中心偏右0.045轉(zhuǎn)子中心偏右0.04平面（垂直方向）下張口0.0225下張口0.30下張口0.10平面（水平方向）左張口0.0475左

12、張口0.01右張口0.0轉(zhuǎn)子各軸頸揚度#2瓦#3瓦#4瓦#5瓦#6瓦0.685 0.450 0.400 0.035 0.260 2015.10.16修前半缸 97圓周（垂直方向）高中壓轉(zhuǎn)子中心低0.125圓周（水平方向）高中壓轉(zhuǎn)子中心偏左0.155平面（垂直方向）下張口0.027平面（水平方向）左張口0.0425轉(zhuǎn)子各軸頸揚度#2瓦#3瓦#4瓦#5瓦#6瓦0.660 0.475 0.480 2015.10.17修前全實缸 85圓周（垂直方向）高中壓轉(zhuǎn)子中心低0.05圓周（水平方向）高中壓轉(zhuǎn)子中心偏左0.12平面（垂直方向）下張口0.04平面（水平方向）左張口0.03轉(zhuǎn)子各軸頸揚度#2瓦#3瓦#

13、4瓦#5瓦#6瓦0.680 0.455 0.720 2015.10.18修前全實缸 81圓周（垂直方向）高中壓轉(zhuǎn)子中心低0.03轉(zhuǎn)子中心低0.35圓周（水平方向）高中壓轉(zhuǎn)子中心偏左0.13轉(zhuǎn)子中心偏右0.03平面（垂直方向）下張口0.04下張口0.27平面（水平方向）左張口0.03左張口0.02轉(zhuǎn)子各軸頸揚度#2瓦#3瓦#4瓦#5瓦#6瓦0.685 0.405 0.480 0.035 0.265 2015.10.20修前半缸 73圓周（垂直方向）高中壓轉(zhuǎn)子中心低0.12轉(zhuǎn)子中心低0.365圓周（水平方向）高中壓轉(zhuǎn)子中心偏左0.09轉(zhuǎn)子中心偏右0.025平面（垂直方向）下張口0.0375下張口0

14、.26平面（水平方向）左張口0.0375左張口0.01轉(zhuǎn)子各軸頸揚度#2瓦#3瓦#4瓦#5瓦#6瓦0.625 0.445 0.485 0.095 0.165 2015.10.23修前半缸 55圓周（垂直方向）高中壓轉(zhuǎn)子中心低0.165圓周（水平方向）高中壓轉(zhuǎn)子中心偏左0.085平面（垂直方向）下張口0.035平面（水平方向）左張口0.0375轉(zhuǎn)子各軸頸揚度#2瓦#3瓦#4瓦#5瓦#6瓦0.620 0.465 0.460 2015.10.31 修前半缸 35圓周（垂直方向）高中壓轉(zhuǎn)子中心低0.205圓周（水平方向）高中壓轉(zhuǎn)子中心偏左0.055平面（垂直方向）下張口0.04平面（水平方向）左張口0

15、.04轉(zhuǎn)子各軸頸揚度#2瓦#3瓦#4瓦#5瓦#6瓦0.650 0.480 0.455 測量結(jié)果表明，低低中心與2014年所測數(shù)據(jù)幾乎完全一致，中低中心與2014年測量結(jié)果有所差異主要表現(xiàn)在高中壓轉(zhuǎn)子下沉量不足，同一溫度狀態(tài)下與2014年相差約0.10mm,但高壓轉(zhuǎn)子自停機后到溫度冷卻至50期間轉(zhuǎn)子狀態(tài)一直在發(fā)生變化，總體趨勢是不斷下沉，向2014年相關(guān)數(shù)據(jù)靠攏，考慮到高中轉(zhuǎn)子溫度應(yīng)力和機械應(yīng)力釋放不均等因素的影響，同時對#1、#2瓦下瓦支撐接觸進行檢查，排除了#1瓦下沉和#2瓦抬起的可能，在2015年11月1日扣缸報告會上認定中低中心可以不做調(diào)整，正?；匮b。但是，修前低發(fā)中心數(shù)據(jù)與2014年偏

16、差較大（全實缸，調(diào)節(jié)級溫度105），具體表現(xiàn)在低壓轉(zhuǎn)子比發(fā)電機低0.545mm，2014年測量低壓轉(zhuǎn)子比發(fā)電機低0.125mm。但是由于測量時發(fā)電機勵端大端蓋上部已經(jīng)解體與去年測量狀態(tài)不符，低壓轉(zhuǎn)子與發(fā)電機高差變化可能是由于勵端大端蓋下沉造成，具體情況確認需要大端蓋恢復(fù)后復(fù)測。本次檢修于2015年11月4日完成扣缸，低發(fā)中心的測量工作于6日晚19時開始，21時完成回裝后首次數(shù)據(jù)測量工作。測量結(jié)果為：下張口0.23mm，低壓II轉(zhuǎn)子低0.05mm, 爐側(cè)張口0.03mm, 低壓II轉(zhuǎn)子偏爐側(cè)0.11mm。2014年回裝數(shù)據(jù)為：下張口0.09mm，低壓II轉(zhuǎn)子高0.025mm, 爐側(cè)張口0.03m

17、m, 低壓II轉(zhuǎn)子偏爐側(cè)0.025mm。兩組相同狀態(tài)下測量的數(shù)據(jù)偏差較大。通過對兩組數(shù)據(jù)的測量狀態(tài)再次進行排查發(fā)現(xiàn)，2014年測量時內(nèi)冷水處于投運狀態(tài)，定子線圈溫度58-59、轉(zhuǎn)子鐵芯溫度50.9、內(nèi)冷水出水溫度48.9-51.6，本次測量時內(nèi)冷水處于停運狀態(tài)，定子線圈溫度40、轉(zhuǎn)子鐵芯溫度40.2、內(nèi)冷水出水溫度14。隨即決定將內(nèi)冷水系統(tǒng)投運，待7日早8點發(fā)電機內(nèi)部各溫度指標恢復(fù)與去年一致時再次復(fù)測低發(fā)中心數(shù)據(jù)。11月7日上午復(fù)測低發(fā)中心，下張口0.23mm，低壓II轉(zhuǎn)子低0.05mm, 爐側(cè)張口0.03mm, 低壓II轉(zhuǎn)子偏爐側(cè)0.105mm，與6日晚測量結(jié)果一致。通過模擬計算，在目前狀態(tài)

18、下，如果將#8瓦下落1.2mm，#7瓦下落0.2mm，低發(fā)中心對應(yīng)結(jié)果為：下張口0.12mm，低壓II轉(zhuǎn)子高0.04mm。與2014年測量結(jié)果基本吻合。也就是說，從數(shù)據(jù)和計算結(jié)果來看，只有#7、#8瓦位置分別上抬0.2mm、1.2mm，低發(fā)中心才能從2014年狀態(tài)變化為目前狀態(tài)?；谝陨锨闆r再次對#7、#8瓦進行全面檢查，發(fā)現(xiàn)#7、#8瓦上部頂塊與軸瓦上蓋間隙變化量較大。設(shè)計值為0.15-0.35mm,2012年大修回裝記錄為#7瓦0.16mm #8瓦為0.24mm。本次檢修解體測量值為#7瓦0.05mm間隙 ，#8瓦為0.98mm緊力，與2012年大修回裝記錄相差巨大。初步分析只有轉(zhuǎn)子上浮過

19、大或者發(fā)電機大端蓋變形才會造成上述情況。在軸瓦結(jié)合面、軸瓦與軸頸接觸情況進行檢查后排除了轉(zhuǎn)子在運行中上浮過大的可能，初步鎖定大端蓋變形造成的軸瓦上部頂塊間隙變化。低發(fā)數(shù)據(jù)對比見表2.3。 表 2.3 低發(fā)中心數(shù)據(jù)對比低與發(fā)電機對輪中心：標準：低轉(zhuǎn)子對輪偏高0.15mm 下張口0.127mm2014.3.19 修前全缸 132.82014.3.20修前全缸 117.6 2014.3.29修前半缸 60 2014.3.31修前全缸50 2014.4.14 修后全缸2015.10.13修前半缸2015.11.7修后全缸2012.4修前全缸2012.4修前半缸圓周（垂直方向）低壓轉(zhuǎn)子中心高0.015低

20、壓轉(zhuǎn)子中心低0.125低壓轉(zhuǎn)子中心低0.08低壓轉(zhuǎn)子中心高0.11低壓轉(zhuǎn)子中心高0.025轉(zhuǎn)子中心低0.545低轉(zhuǎn)子低0.05低壓轉(zhuǎn)子中心低0.025低壓轉(zhuǎn)子中心低0.05圓周（水平方向）低壓轉(zhuǎn)子中心偏右0.145低壓轉(zhuǎn)子中心偏右0.075低壓轉(zhuǎn)子中心偏右0.08低壓轉(zhuǎn)子中心偏右0.10低壓轉(zhuǎn)子中心偏右0.025轉(zhuǎn)子中心偏右0.04低轉(zhuǎn)子偏左0.11低壓轉(zhuǎn)子中心偏左0.025低壓轉(zhuǎn)子中心低偏左0.05平面（垂直方向）下張口0.13下張口0.12下張口0.08下張口0.09下張口0.09下張口0.10下張口0.23下張口0.06下張口0.125平面（水平方向）左張口0.0左張口0.03左張口0.

21、00左張口0.00左張口0.03右張口0.0左張口0.03左張口0.05左張口0.06發(fā)電機大端蓋軸瓦瓦殼軸瓦頂塊與瓦殼間隙軸瓦頂塊綜合本次檢修低發(fā)中心變化情況分析與#7、#8瓦頂塊間隙變化量發(fā)現(xiàn)，頂塊間隙變化量與中心變化調(diào)整量基本一致，若將#7瓦上抬0.11mm,#8瓦上抬1.0mm，低發(fā)下張口為0.14mm,低壓II轉(zhuǎn)子高0.02mm,整體變化趨勢明顯向2014年回裝數(shù)據(jù)靠攏。分析結(jié)果表明發(fā)電機大端蓋的塑性變形是本次中心數(shù)據(jù)的偏差主要原因。 按照目前情況低發(fā)中心若調(diào)整至設(shè)計值，汽端、勵端分別需要下降0.3mm、1.4mm，發(fā)電機調(diào)整量過大?？紤]到目前機組實際運行狀況優(yōu)良，發(fā)電機軸瓦并未出現(xiàn)

22、過載、超溫、振動等不良反應(yīng)，發(fā)電機實際調(diào)整量不宜過大，只需改善發(fā)電機轉(zhuǎn)子與軸瓦運行狀態(tài)即可。初步擬定調(diào)整量為汽端、勵端分別需要下降0.15mm、0.60mm，預(yù)計調(diào)整結(jié)果為下張口0.188mm，低壓II轉(zhuǎn)子高0.074mm。達到降低#7、#8瓦負載，改善目前運行工況的目的。（低發(fā)中心調(diào)整示意圖見圖2.1） 圖 2.1 低發(fā)中心調(diào)整示意圖實際調(diào)整過程中，因為發(fā)電機下部左右兩側(cè)共有16對長短厚度不同的墊片，我們采取了等長梯度均降的方式，將墊片抽減低從#7瓦遞增至#8瓦，同時整體抽去汽端2對勵端2對帶有載荷分配功能的4對墊片0.20mm、0.60mm，確保不改變原有載荷分配特性。調(diào)整后，中心進行復(fù)查，左張口0.04mm，下張口0.20mm，低壓轉(zhuǎn)子高0.01mm,低壓轉(zhuǎn)子偏爐側(cè)0