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ENK32/36-3型汽轮机故障分析

2020-12-14张英海贺劲虎孙一鹏

科技创新与应用 2020年36期

张英海 贺劲虎 孙一鹏

摘  要:ENK32/36-3型汽轮机前后轴承座与缸体为分体结构,依靠滑块调节缸体和转子的热胀冷缩,确保转子与内缸各部间隙,由于摩擦、振动等因素往往造成轴承座的磨损下沉,相应的造成汽封磨损、振动升高等现象,文章通过分析产生原因,提出解决办法和意见措施。

关键词:龟裂;下沉;动不平衡;积垢

中图分类号:TM621 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2020)36-0068-03

Abstract: The front and rear bearing block of ENK32/36-3 steam turbine is a separate structure, which relies on the slider to regulate the thermal expansion and cold shrinkage of the cylinder block and rotor to ensure the gap between the rotor and the inner cylinder. Friction, vibration and other factors often lead to the wear and sinking of the bearing housing, resulting in steam seal wear, vibration increase and other phenomena. Through the analysis of the causes, this paper puts forward solutions and measures.

Keywords: cracking; sinking; dynamic imbalance; scale

1 設备概述

ENK32/36-3型汽轮机是乌鲁木齐石化化肥厂自用的9000kW发电机组驱动机,为日本富士电器株式会社1980年制造,1984年在乌石化化肥厂安装运行的发电机组。该发电机组是化肥厂重要的生产装置之一,主要承担整套装置的汽电平衡任务。ENK32/36-3型汽轮机为中温中压调节抽汽冷凝式透平,有17级叶轮,第一级为冲动式叶轮,其他16级为反动式叶轮。透平转速为8000r/min,通过单级平行人字齿减速装置拖动发电机,发电机转速1500r/min。

设备主要参数见表1:

2 停机前运行状况分析

透平前轴承水平振值在37um左右,1倍频在24.3um,2倍频7.7um,3倍频在1.2um,1/2倍频在0.3um,残振在6.4um;垂直振值在20.6um左右,1倍频在15.6um,2倍频2.3um,3倍频在1.5um,1/2倍频在0.4um,残振在5.1um;瓦温在45度,汽封漏气量较大,运行平稳,前轴承频谱图及轴心轨迹如图1、图2、图3所示,从图谱分析,前轴承振动以基频为主导,同时有多倍频存在,初步判断为不平衡并伴有松动迹象,轴心轨迹图为反进动,并有消波现象,可能有摩擦现象。

透平后轴承振值较高,水平振值在70.4um左右,1倍频在60.8um,2倍频1.9um,3倍频在1.0um,1/2倍频在1.0um,残振在3.2um;垂直振值在76.2um左右,1倍频在63.3um,2倍频3.0um,3倍频在1.3um,1/2倍频在0.4um,残振在3.5um;瓦温在45℃,汽封漏气量较大,运行平稳,其频谱图及轴心轨迹图如图4、图5、图6,从图形分析,基频为主导,波形平滑,中心轨迹椭圆形,基本判断为动不平衡。

3 检修过程中表现的问题

4 原因分析及应对措施

结合状态监测图谱分析,透平前后轴瓦的振值较高,以基频为主,可以判断转子存在动不平衡,且检修中低压端叶片结构严重,进一步说明转子不平衡是造成透平前后端轴承振值偏高的原因。

2013年透平调速系统改造时对透平进行了检修,检修后运行情况较好,各轴瓦振动良好,在线状态图谱分析转子不存在不平衡现象。随着运行时间的延长,转子积垢现象加深,透平前后轴瓦振值升高,且近几年为了降低能耗,充分利用蒸汽资源,发电机组开停机频繁,冷凝液中盐分的蒸发、蒸汽的冲蚀等都是造成转子不平衡的因素。

前轴承座设有滑销系统,能够保障汽缸在热膨胀和收缩过程中轴承座能够随汽缸的伸缩而移动,因此轴承座猫爪压紧垫片与螺栓有0.10-0.15mm的间隙,从而保障转子与定子之间的轴向间隙。

由于转子不平衡,在运行过程中对轴瓦和轴承座存在交变载荷,且前轴承座存在滑销系统,未被完全固定,在长期高振值情况下,造成轴承座底面和猫爪滑动平垫片有相对滑动和上下浮动趋势,由于蒸汽泄漏进入滑动垫片位置造成点蚀磨损,同样纵向滑销在高振值情况下也会出现球面垫磨损情况,随着运行时间的延长,振动值会有不同程度的升高。

通过以上分析,在检修过程中和运行时主要采取以下措施,防止转子积垢及前轴承座和滑动垫片磨损:

(1)控制蒸汽质量和透平真空度,减少低压缸叶片积垢和冲蚀。

(2)机械加工轴承座底面和滑动平垫片,保证其平行度和光洁度,将轴承座猫爪螺栓与压紧垫片之间的间隙调整为0.03-0.05mm,同样将纵向滑销间隙调整为0.03-0.05mm。

(3)更换备用转子及汽封、轴封,调整轴封和汽封间隙。

(4)修复前轴承径向瓦,调整轴瓦间隙。

5 结论

蒸汽透平在运行过程中控制蒸汽质量,减少蒸汽中的盐分和SiO2等杂质,同时对于ENK32/36-3透平在检修过程中调整好前轴承座的滑销间隙等可以有效延长设备的运行周期。

参考文献:

[1]张碧波.设备状态监测与故障诊断[M].化学工业出版社出版,2011.

[2]乌鲁木齐石油化工总厂.检修规程汇编第二分册[Z].1990-3-1.