试论火力发电厂600MW机组汽轮机油系统常见故障及措施

发表时间:2020/12/15   来源:《电力设备》2020年第29期   作者:冯锐
[导读] 摘要:近年来,电能的需求量与日俱增,为稳定电能供应,需确保电能生产期间的稳定性。
        (国家能源集团铜陵发电有限公司  安徽省铜陵市  244000)
        摘要:近年来,电能的需求量与日俱增,为稳定电能供应,需确保电能生产期间的稳定性。基于此,本文简要阐述600MW机组汽轮油系统的结构,着重探究其日常使用期间易出现的故障问题,以及对应的处理措施,主要从质量、振动异常以及高压缸差胀三项内容展开分析。
        关键词:火力发电;汽轮机油;故障
        引言
        火力发电厂是借助燃烧产生的热量获得电量。新型发电方式不断涌出,但依旧以火力发电为主,若要确保供电的稳定性,便应全面管控发电厂运行期间的稳定性。600MW机组是发电过程中极为关键的装置,其运转流畅性直接关乎发电的质量。目前,此类机组系统的稳定性较差,在实际应用期间,极易发生故障问题,影响发电工序的持续性。
        1 600MW机组汽轮机油系统
        一般情况下,火电厂应用的此类系统中包含油泵、冷油装置、滤油设备与油箱,每个设备均发挥其独特的价值。油泵可以对机组内的全部构件起到润滑效果,并对融化过程起到调节功能。通常油系统会配以两台冷油装置,借助润滑油和水,形成的温度差,达到冷热交换的效果,由此,可控制油液的温度。滤油装置主要包括滤芯和外壳两个部分,可以过滤出油内的杂质,以提高油液的质量,可以达到便利清洁的效果。而油箱主要负责存储各类可供机组运转的油液,同时,能分离出油液内包含的杂物,如水、气体、泡沫等,实际呈现的分离效果较佳。
        2 600MW机组汽轮机油系统常见故障及处理方式
        2.1质量方面
        油液质量问题,具体体现为油液内含有过多的颗粒与水,超过机组可承受的范围内。若水分过多,便会出现乳化的情况。例如,润滑油出现乳化问题,其本身的粘性随之降低,导致部件内的油膜无法发挥作用,轴承运转期间,摩擦力加大,甚至出现干摩擦的问题。同时,发生油液乳化后,相应的防氧化能力也会有所弱化,造成部分构件被锈蚀,灵敏度降低,甚至发生拒动。设备的质量问题主要引发原因是生产设备期间未能根据既定的程序开展,缺乏应有的精度。近年来,火电厂应用的机器已经配备严格的控制措施,但仍有部分存在质量问题的机器进入市场并用于实际生产。例如,某火电厂,一次停机检查期间,检测出一台机器的主油箱内出现油漆脱漏的问题,造成油液内出现杂物,降低其润滑效果,部分构件出现严重的磨损问题。又如,某阀门外壳被锈蚀,直接污染所处的油液。
        针对油液乳化问题,需严格控制油液内的含水量,采取有效的防护措施,避免水进入油箱内。重点关注冷却水的漏入和轴封漏气问题。技术人员需定期检查冷却水的压力,不可高于油液的压力,同时,设备轴封效果也应做好检测。除日常检测外,需及时清理油箱底部以及内部残留水分,通过全面预防,降低油液接触水的概率,以保证其质量。若想使得油系统能正常工作,机器质量的重要性不言而喻。采购设备时,需与信誉良好的厂家合作。设备入场前,需严格检查说明材料及设备本身的质量,一旦发现异常情况,需立即调换设备,并根据合同所要补偿,以保障购进设备的质量。同时,可对设备的整个过程实施动态监督。全面检查合作厂家的生产工艺及其管控机制。若检测质量合格,便可安装,以从源头处保证设备的质量。另外,实地安装前,需保证现场的整洁,以免影响油液系统的整洁度。
        2.2振动异常
        振动异常极易造成轴承损坏,甚至出现动静摩擦,整个机组都无法正常运转。出现振动异常时,除发出的运转声音不正常外,设备轴承温度过高。

而引发振动异常的因素较多,其一,设备实际负荷值出现大幅波动,正常情况下,设备基本处于平稳的状态,但若负荷陡然提升,影响原本平衡,由此引发振动。同时,若机组的参数出现明显变化,引起机组运转状态不稳,可能产生振动。其二,润滑系统出现卡涩问题。气缸与轴承座均是安装在特定平板上,机组运转期间有热胀冷缩的问题,因此需要给气缸留有足够的伸缩空间,否则便易出现卡涩,机组中心偏移,两侧膨胀程度不一。另外,润滑油油温偏高,油压会随之降低,同时长时间高压,会提高润滑油老化速度,对其应用性能产生不良影响。但若油温过低,黏度随之增大,导致振动程度加深。在轴承上的油压需超过大气压,以此才能达到连续成膜的效果。若油压偏低,基本无法达到成膜的条件,使得轴瓦与转轴直接接触,导致轴瓦烧毁。其三,气缸内出现水及冷气。机组整体的运转介质为高温高压水蒸气,若其温度下降或出现液态水,便会引发严重事故,因此而带来的破坏力极大。其四,电流不平衡。脉动力矩的出现及转子磁场出现问题,会引发转子异常振动。机组运行过程中,部分构件存在相对速度,一旦出现磁路不对称,负序磁场对应纵轴,气隙偏小,相应的磁阻及磁通会随之增大。转子与定子相互形成的作用力偏大。
        针对振动异常的处理,需先检测出振动的强度,并和DCS系统相比对。若振动量大于50μm,应当立即汇报,请求降低负荷,之后进一步查找具体原因。若是机组负荷及参数导致的振动,需调整对应的数据,并观察轴向是否存在位移、气缸温度等情况。机组运转期间,实时查看油温、油压以及轴承温度,一旦超过特定范围,及时调整。若成膜不匀导致振动,无法在设备工作期间处理,应立即关闭机器。出现振动后,需听设备发出的声音,若为金属材质摩擦及轴封位置出现火花,关闭机器及破坏真空。若因运转状态产生的振动问题,需将其恢复原状,之后再分析振动原因。若机组轴承端振动为80μm,轴振动超过250μm,机组会自动脱扣,或人工停机。
        2.3高压缸差胀
        高压缸的差胀发挥发生变化,在实际运转期间显示值突然跳到零,并快速回到原本的素质,且波动频率较高。针对产生的波动问题进行原因检测,通过计算机连入相应的系统,查看被检查回路的动态记录,并结合报警信息,得到引发信号波动的原因和DCS卡件无关。之后,技术人员可检查各个端子是否存在松动情况,以及前置装置是否存在异常。此外,还需对NOT OK的形成原因进行检查分析,确定钳定值。干扰信号方面,采集查账信号,以找出干扰信号。通过全面细致地检查,判定干扰信号是由机组前箱位置发出。机组轴承的接地绝缘质量不佳,引起放电问题。另外,轴承上形成的电压传给差胀涡流探头,由此造成干扰。
        一方面,临时方案。因为其中某台机组依旧可以正常运转,无法全面检查前箱位置,为维持剩余正常机组的工作,可推出对其的差胀保护,并调整该机组的有关参数。另一方面,根据的故障处理方案。在该机组停机检修过程中,技术人员可更换发电装置的绝缘碳刷,以解决绝缘不佳的问题。同时由于轴承放电以及测量回路内未检测出毛刺信号,因而需将高电压差胀的电压值调整至常规的范围内。为避免机组由于膨胀不同步导致摩擦等故障的保护回路,需确保测量操作基本的精确度及可靠性,通过分析检测结果,找出故障原因。并利用临时方案及根本方案,维护机组的稳定运行。
        结束语
        总体而言,若想使得机组系统持续发电,需要保障机组系统的工作质量。为此,技术人员需强化对常见故障及原因进行分析,制定对应的管控方案。采取恰当的解决措施,并加大监督及检修力度,通过做到事前预防,降低事故发生概率。
        参考文献:
        [1]何拓.600MW机组汽轮机推力瓦温度测点安装方案的优化[J].湖南电力,2020,(03):52-55.
        [2]许斯顿,肖榕辉.600MW机组汽轮机高压缸差胀波动大原因分析及解决[J].科学技术创新,2020,(08):37-38.
        [3]秦瑞.探讨火力发电厂600MW机组汽轮机油系统常见故障及措施[J].低碳世界,2018,(12):21-22.
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