應(yīng)用電刷鍍技術(shù)修復(fù)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸磨損

1、應(yīng)用電刷鍍技術(shù)修復(fù)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸磨損             應(yīng)用電刷鍍技術(shù)修復(fù)汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸磨損胡光明1，闞偉民2 （1沙角A電廠，廣東東莞523936；2廣東省電力試驗(yàn)研究所，廣東廣州510600）     摘要：沙角A電廠2號機(jī)組為國產(chǎn)200 MW水氫氫冷發(fā)電機(jī)組。隨著機(jī)組運(yùn)行時間的增長，發(fā)現(xiàn)機(jī)組排補(bǔ)氫氣的間隔時間逐漸縮短，氫氣純度和氫氣壓力下降較快。在對氫系統(tǒng)和密封油系統(tǒng)的多次原因查找和分析后，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸嚴(yán)重磨損是造成發(fā)電

2、機(jī)氫氣問題的最本質(zhì)原因。通過應(yīng)用成熟、可靠的電刷鍍修復(fù)技術(shù)，很好地將轉(zhuǎn)子軸頸磨損修復(fù)，徹底解決了發(fā)電機(jī)氫氣純度和氫氣壓力下降快的問題。    關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子；軸頸；磨損；修復(fù)沙角A電廠2號機(jī)組汽輪機(jī)是哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N200127535535型汽輪機(jī)，發(fā)電機(jī)是哈爾濱電機(jī)廠制造的QFSN22002型水氫氫冷發(fā)電機(jī)，該機(jī)組于1988年7月投產(chǎn)發(fā)電。為保證發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣安全運(yùn)行，發(fā)電機(jī)組設(shè)置有氫氣系統(tǒng)和密封油系統(tǒng)。其中密封油系統(tǒng)設(shè)置有空氣、氫氣側(cè)油管路兩路供油，密封瓦結(jié)構(gòu)為雙流環(huán)式烏金密封瓦。氫氣系統(tǒng)的主要運(yùn)行參數(shù)為：    額定氫

3、壓03 MPa；    氫氣純度96；    漏氫量5。密封油系統(tǒng)主要運(yùn)行參數(shù)為：    空氣側(cè)油泵出口壓力06507 MPa；    氫氣側(cè)油泵出口壓力06507 MPa；    油、氫壓差004006 MPa；空氣、氫氣側(cè)油壓差±1 kPa。1機(jī)組存在的問題在機(jī)組投產(chǎn)初期，發(fā)電機(jī)密封油系統(tǒng)和氫氣系統(tǒng)都能較好地達(dá)到設(shè)計要求，其中發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣純度和氫氣壓力的下降都很小。補(bǔ)氫間隔時間在5 d左右（機(jī)組運(yùn)行中，發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣壓力下降至02

4、8 MPa時應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)氫）；排補(bǔ)氫間隔時間在15 d左右（當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣純度低于96時應(yīng)進(jìn)行排補(bǔ)氫，使之高于96）。隨著機(jī)組運(yùn)行時間的增2000年初時，平均每3 d就要補(bǔ)氫1次，每3 d就要排補(bǔ)氫1次。隨著發(fā)電機(jī)氫氣問題的日益突出，我們從密封油箱排補(bǔ)油情況、密封瓦磨損情況、密封瓦間隙、氫系統(tǒng)的漏氫點(diǎn)、平衡閥和壓差閥的跟蹤情況等方面查找原因，并采取過一些措施，如：加強(qiáng)調(diào)整和清洗平衡閥以及壓差閥；改造密封油箱排補(bǔ)油管路的控制；及時隔離和消除外漏氫點(diǎn)；更換密封瓦和適當(dāng)調(diào)小密封瓦間隙等，但均未取得好的效果，機(jī)組的排補(bǔ)氫問題和漏氫問題依然突出。2001年2月機(jī)組運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)空氣、氫氣側(cè)密封油泵出口壓力不

5、正常波動，尤其是空氣側(cè)油泵的出口壓力波動的幅度很大，其波動趨勢見圖1。1異常時的空氣側(cè)油泵出口壓力；2異常時的氫氣側(cè)油泵出口壓力；3正常時的空氣側(cè)油泵出口壓力；4正常時的氫氣側(cè)油泵出口壓力                 自油壓波動大的現(xiàn)象出現(xiàn)后，發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣純度和氫氣壓力的下降比以前更快了?；旧鲜敲刻於家叛a(bǔ)氫1次，115 d補(bǔ)氫1次，極大地威脅著機(jī)組的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。為查清油壓波動大的原因，我們從密封油系統(tǒng)的再循環(huán)門、

6、系統(tǒng)管路、壓差閥的動作情況和油泵的運(yùn)行情況等方面查找可能的原因，但都沒有發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。系統(tǒng)外在故障的因素排除了，看來故障點(diǎn)只能在密封瓦內(nèi)部。2原因分析21密封瓦磨損密封瓦磨損會造成間隙增大，需要的密封油量增大，嚴(yán)重時甚至難以達(dá)到要求的油壓值。其現(xiàn)象是造成油壓偏低，不應(yīng)該是油壓上、下大幅波動。再者就是該密封瓦在上次停機(jī)時（2000年11月）已檢查過，無任何異常?；谝陨戏治?，可排除密封瓦磨損的原因。22發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸磨損轉(zhuǎn)子軸頸的磨損是必然的。機(jī)組運(yùn)行中空氣、氫氣側(cè)密封油壓作用在轉(zhuǎn)子軸頸上，在密封面上形成一層圓筒形油膜，不斷流動的密封油對轉(zhuǎn)子軸頸的磨擦和沖刷，使密封瓦位置的軸頸產(chǎn)生磨損。當(dāng)磨損量還

7、比較小時，其對密封面上的圓筒形油膜的形成和穩(wěn)定沒有什么影響，但是隨著日積月累，磨損量會不斷增大。由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在機(jī)組運(yùn)行中會受到整個汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的膨脹位移和汽缸膨脹變化以及軸向位移串動變化的影響，因此當(dāng)軸頸磨損的深度和寬度達(dá)到一定程度時，密封瓦與轉(zhuǎn)子軸頸的間隙會隨著機(jī)組運(yùn)行工況的變化而變化，時而增大，時而縮小，造成密封面上的圓筒形油膜的失穩(wěn)和密封油流量的變化。隨著油流量的增大和減小，相應(yīng)地引起油壓的升高和降低。變化的油壓使得密封瓦內(nèi)部的空氣、氫氣側(cè)油源相串。這樣在失穩(wěn)和相串油源的吸附作用下，發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣純度和氫氣壓力必然會很快下降。23結(jié)論通過一系列從易到難的檢查、分析和處理，我們最后得出

8、，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸磨損是造成2號發(fā)電機(jī)氫氣純度下降快和氫氣泄漏大的最本質(zhì)原因。3發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸磨損的修復(fù)31選擇成熟、可靠的修復(fù)技術(shù)由于修復(fù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸頸磨損在沙角A電廠并沒有做過，并且修復(fù)轉(zhuǎn)子軸頸磨損的工作量比較大，技術(shù)含量也高，因此我們需要慎重選擇處理的方法。鑒于此，我們對各種軸頸磨損修復(fù)技術(shù)的工藝原理和修復(fù)業(yè)績以及應(yīng)用效果進(jìn)行了調(diào)研，比較了目前應(yīng)用較多的“激光仿制熔覆技術(shù)”、“電刷鍍技術(shù)”、“電弧噴涂技術(shù)”共3種技術(shù)。最后決定采用電廠應(yīng)用最多的合肥恒泰電力技術(shù)發(fā)展有限公司的“電刷鍍技術(shù)”來修復(fù)轉(zhuǎn)子軸頸磨損的缺陷。32應(yīng)用電刷鍍技術(shù)修復(fù)轉(zhuǎn)子軸頸磨損2001年12月16日2號機(jī)停機(jī)進(jìn)行常規(guī)性的

9、小修，轉(zhuǎn)子軸頸磨損的修復(fù)工作安排在小修期間完成。12月20日拆出發(fā)電機(jī)密封瓦后，檢查發(fā)現(xiàn)密封瓦位置的軸頸磨損很嚴(yán)重，其中汽輪機(jī)端側(cè)的軸頸磨損量（寬度×深度）約25 mm×05 mm，勵磁機(jī)端側(cè)約20 mm×04 mm。修復(fù)工作在現(xiàn)場完成，采用人工手持刷鍍筆往復(fù)運(yùn)動，而轉(zhuǎn)子不動的方式進(jìn)行。電刷鍍的工藝措施為：溝槽整形機(jī)體保護(hù)清洗活化鍍過濾層鍍填補(bǔ)層打磨、修平拋光，共八項工藝。通過施工人員4天的努力，電刷鍍工作順利完成。經(jīng)檢查，修復(fù)后的軸頸其鍍層外觀光滑，與機(jī)體周邊結(jié)合良好。確認(rèn)修復(fù)工作結(jié)束后，裝回烏金密封瓦，按原安裝要求調(diào)整好密封瓦間隙。 4修復(fù)后的實(shí)際運(yùn)行效果20

10、01年12月28日2號機(jī)小修結(jié)束，投入密封油系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)氫系統(tǒng)。12月29日爐點(diǎn)火啟動機(jī)組，9：24汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)，11：20機(jī)組并網(wǎng)，19：00機(jī)組帶滿負(fù)荷。此時觀察密封油系統(tǒng)的運(yùn)行情況有：系統(tǒng)穩(wěn)定；油泵出口油壓無波動現(xiàn)象。經(jīng)過連續(xù)三個月的運(yùn)行觀察，不論機(jī)組工況變化與否，密封油泵的出口油壓均能穩(wěn)定在06507 MPa之間連續(xù)運(yùn)行，徹底消除了小修前油壓大幅波動的現(xiàn)象。發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣泄漏量也大為減少，平均每小時的漏氫量只有108 Pah，也就是說機(jī)組連續(xù)運(yùn)行5 d以后才需要補(bǔ)氫1次；發(fā)電機(jī)內(nèi)的氫氣純度下降的速度也大為減慢，平均排補(bǔ)間隔時間達(dá)30 d。徹底解決了發(fā)電機(jī)漏氫嚴(yán)重和氫氣純度下降很快的問題，保障了機(jī)組的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 5結(jié)束語通過認(rèn)真的探索和科學(xué)的決策，本次小修徹底修復(fù)了