600 MW机组汽轮机推力瓦温度测点安装方案的优化

何拓

(湖南华电长沙发电有限公司，湖南长沙410203)

0 引言

某发电公司1号、2号机组东方汽轮机厂引进日立技术生产制造超临界压力汽轮机型号为N600—24.2/566/566,是典型的超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压、凝汽式汽轮机,最大连续出力为634.255 MW,额定出力600 MW。该汽轮机采用复合变压运行方式；汽轮机具有八级非调整回热抽汽,设计寿命不少于30年。

该汽轮发电机组的推力轴承位于高中压缸与低压缸之间,采用倾斜平面式双推力盘结构,这种结构的推力轴承由沿圆周方向的10条油槽将推力瓦面分隔10个扇面瓦块形成,每块沿圆周方向倾斜以保证瓦块内径处的润滑流量均衡,轴向推力通过推力盘直接作用在推力轴承的工作面或非工作面上,传递给组装在推力盘轴承的瓦块上,经瓦块的支撑块、平衡块、基环、推力轴承的外壳传递到机座上。汽轮发电机组的推力轴承是承受转子在运行中的轴向推力,维持汽轮机转子和静止部件的正常的轴向间隙。推力轴承瓦块温度是推力轴承运行状态的一个重要参数,推力瓦块温度一旦超高,乌金磨损烧坏,转子便会发生不允许的轴向位移,使汽轮机通流部分发生碰撞、磨损事故,因此保证推力瓦温度的长周期稳定测量是十分必要的。[1]

1 概况

1.1 结构及分布位置

大机推力瓦块及瓦块测温元件结构如图1所示。

图1 大机推力瓦及所属附件结构

正向推力瓦温度具体分布如图2所示 (反向推力瓦温度分布与正向一致)。正向推力瓦块靠发电机侧,反向推力瓦块靠机头侧；上、下部以大机大轴水平线为界；正向推力瓦温度简称正1、正2、正3、正4,反向推力瓦温度简称反1、反2、反3、反4[2-3]。

图2 正向推力瓦温度元件实际位置

1.2 现场原有温度元件安装情况

推力瓦温度现场安装如图3所示,温度元件感温部分固定在推力瓦瓦块测温孔内,引线无固定穿过挡油板上穿线孔,走到挡油板外侧后沿途绑扎在挡油板上的固定螺母上,后续绑扎在内部油管上直至引出油箱。

图3 推力瓦温度现场安装图

2 技改及故障现象原因分析

在机组以往的运行过程中,经常发生正、反向推力瓦温度显示异常甚至无法测量的情况,数次机组维护及检修过程中,都根据拆下的温度元件损坏情况对推力瓦温元件及安装方式进行过整改及小的技改。

2.1 第一次改造内容

将温度元件由普通元件更换成带进口外护皮及金属软铠的温度元件。温度元件使用带螺丝的金属卡固定在瓦块上,引线分段固定在沿途的管路上。改造后机组运行2～3个月,温度出现波动后坏点,拆出后发现元件引线齐根断裂 (如图4所示)。

图4 第一次改造使用后效果图

2.2 第二次改造内容

将软性温度元件更换为硬性铠装温度元件,硬性铠装部分长度1 m,后续为软性引线。用带螺丝的金属卡将温度元件固定在瓦块上,硬铠部分用布条牵引固定在缸体上,后续引线分段固定在沿途管路上。改造后机组运行一年,温度出现过偶尔波动,拆出后发现牵引固定布条已断,元件根部有痕迹。

2.3 故障原因分析

由于该类型机组推力瓦块分布的特殊性,在机组正常运行中挡油板内各部分各区域都不可避免地受到润滑油的冲刷。温度元件根部感温部分固定在测温孔中不可移动,引出导线在挡油板内瓦枕的部分无固定点,这样元件引线在机组运行过程中一直受到润滑油的冲刷,处于大幅度摇曳状态,温度元件特别是元件根部容易损坏、断裂,导致无法正常监视大机的正、反向推力瓦温度,严重影响机组安全稳定运行[5-8]。

3 实施措施

根据数次安装方式及后续使用情况,确定将温度元件引线全线完整牢靠固定在走线管内,处于挡油板以内的部分在润滑油冲刷下无法摆动即可。

3.1 具体实施办法

3.1.1 正、反向推力瓦瓦枕上半部[8-10]

正、反向推力瓦上半部布置有正向推力瓦温度1、2及反向推力瓦温度1、2。图5所示为反向推力瓦瓦枕上半部,以反1、2施工为例说明,其中反1与正2、反2与正1施工方式一致,在图5所示标记1、2处开M6×1.0、深15 mm的标准螺丝孔 (共计7个),安装固定单管 (共计5个)、双管 (共计2个)卡管夹,单根元件布置安装一根走线管,沿线弯制固定直至挡油板外,元件感温部分固定在瓦块上后引线即穿入走线管内固定,(在标记1处安装单管卡管夹,标记2处安装双管卡管夹)。

图5 推力瓦瓦枕上半部开孔位置

3.1.2 正、反向推力瓦瓦枕下半部

正、反向推力瓦下半部布置有正向推力瓦温度3、4及反向推力瓦温度3、4。如图6所示为正向推力瓦瓦枕下半部,以正3、4施工为例说明,其中正3与反4、正4与反3施工方式一致,在图6所示标记3、4处开M6×1.0、深15 mm的标准螺丝孔 (共计5个),安装固定单管 (共计4个)、双管 (共计1个)卡管夹,单根元件布置安装一根走线管,沿线弯制固定直至挡油板外,元件感温部分固定在瓦块上后引线即穿入走线管内固定,在标记3处安装单管卡管夹,标记4处安装双管卡管夹。

图6 推力瓦瓦枕下半部开孔位置

3.2 特别说明

走线管规格为φ8×1不锈钢管,对两头进行扩坡口处理,防止对引线产生刮擦。单管卡管夹及双管卡管夹材质为304不锈钢。固定螺丝材质为304不锈钢,规格为M6×1.0、长15 mm并配平垫圈及弹簧垫圈。

涉及到汽轮机零部件钻孔加工,因钻孔深度较瓦枕厚度来说较浅,不会对推力瓦瓦枕金属强度等产生影响,不会影响机组安全。

3.3 安装情况

现场推力瓦瓦枕加装走线管实际安装效果如图7(以正向推力瓦为例)、图8所示。

图7 正向推力瓦侧走线管安装图

图8 优化后温度元件安装图

4 结语

大修改造后使用至今,大机正、反向推力瓦温度8个测点正常稳定测量10个月以上,未出现过任何异常波动,解决了之前推力瓦温度不能稳定测量的难题,确保机组不因推力瓦温测点故障而影响安全稳定运行。实际安装材料费单台机组大约为300元,改造前使用的温度元件均为特别定制元件,其中带进口外护皮及金属软铠的温度元件单支到厂价格为2 000元左右,硬性铠装温度元件单支价格为3 500元左右,改造后使用元件均为普通国产温度元件,单支价格在300元左右,备品备件订购周期节约3个月以上,大大节约维护成本,具有很高的经济性,改造效果较好。

本文主要针对东汽600 MW机组大机的特殊性,研究设计了一种特殊的安装方案,此种推力瓦温度安装方案很好地保证了推力瓦温度的长期稳定测量且安装简单易操作。对于同类型机组的大机推力瓦温度安装提供了借鉴,具有普遍应用的推广价值。