田 平，李曉鵬，桂景海

（酒鋼集團(tuán)宏晟電熱有限責(zé)任公司，甘肅嘉峪關(guān) 735100）

前言

某4×350 MW 電廠，每臺(tái)機(jī)組的高壓給水系統(tǒng)采用2×50%BMCR（鍋爐最大出力工況）的汽動(dòng)給水泵組，兩臺(tái)機(jī)組共用1×50%BMCR 的電動(dòng)調(diào)速給水泵組。給水泵汽輪機(jī)在鍋爐BMCR 工況，采用雙機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)給水泵單臺(tái)運(yùn)行時(shí)，給水泵汽輪機(jī)能隨給水泵超負(fù)荷運(yùn)行，供給鍋爐60%THA 給水量。其汽動(dòng)給水泵組由給水泵汽輪機(jī)、給水泵組成，其中,給水泵汽輪機(jī)采用NK50/56 型、單缸、單流、單軸、反動(dòng)、純凝汽式給水泵汽輪機(jī)，給水泵采用HPT200-330M-6S型、節(jié)能多級(jí)清水離心泵。

按照設(shè)計(jì)說(shuō)明，給水泵汽輪機(jī)采用3 路汽源驅(qū)動(dòng)，其中正常運(yùn)行汽源為主汽輪機(jī)四級(jí)抽汽，可接帶30%～120%THA 負(fù)荷，備用低負(fù)荷汽源為輔助蒸汽，可接帶0%～50%THA 負(fù)荷，為啟動(dòng)調(diào)試用汽，備用高壓汽源為低溫再熱蒸汽（主機(jī)高壓缸排汽），3種汽源間切換為無(wú)擾切換。3 種汽源運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 汽源運(yùn)行參數(shù)

2018 年6 月起，給水泵汽輪機(jī)性能劣化趨勢(shì)明顯，在機(jī)組負(fù)荷75%以上時(shí)，給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力高于1 MPa,進(jìn)汽溫度低于290 ℃，低調(diào)閥開(kāi)度95%以上，且進(jìn)汽壓力與溫度連續(xù)波動(dòng)，根據(jù)汽源參數(shù)判斷，均存在低溫再熱蒸汽汽源頻繁介入,造成給水泵汽輪機(jī)出力不足。檢修人員按照常規(guī)檢修工藝，對(duì)給水泵汽輪機(jī)進(jìn)行了汽封間隙調(diào)整、零部套清掃，并對(duì)給水泵芯包進(jìn)行了返廠維修，但仍未解決。

1 汽動(dòng)給水泵出力不足原因確認(rèn)

通過(guò)對(duì)該廠給水泵汽輪機(jī)低溫再熱蒸汽頻繁介入、給水泵汽輪機(jī)出力不足的問(wèn)題進(jìn)行分析，排除常規(guī)檢修工藝問(wèn)題，主要有以下三點(diǎn)原因。

1.1 給水泵汽輪機(jī)低調(diào)閥重疊度偏差，造成低調(diào)閥開(kāi)度大[1]

按照給水泵汽輪機(jī)低調(diào)閥設(shè)計(jì)說(shuō)明，其設(shè)計(jì)有5 個(gè)閥芯，由扁擔(dān)同時(shí)上、下操作，根據(jù)閥芯的門桿長(zhǎng)度，自行控制閥門開(kāi)啟點(diǎn)與行程，設(shè)計(jì)行程與低調(diào)閥結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 低調(diào)閥重疊度

通過(guò)對(duì)低調(diào)閥進(jìn)行解體、測(cè)量發(fā)現(xiàn)，因長(zhǎng)期運(yùn)行中，蒸汽吹損、機(jī)械摩擦、螺距松動(dòng)，造成各門桿行程增加，見(jiàn)圖2。

圖2 門桿行程

表2為該廠#1機(jī)組A 給水泵汽輪機(jī)低調(diào)閥測(cè)量數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)中可知，因低調(diào)閥各門桿行程增加，造成低調(diào)閥開(kāi)度變大。以#1 門頭為例，原設(shè)計(jì)在低調(diào)閥開(kāi)至4 mm 時(shí)，#1 門頭開(kāi)啟，因#1 門頭行程增加，造成了在低調(diào)閥開(kāi)至6 mm 時(shí)，#1 門頭才開(kāi)啟，其他#2至#5門頭同理，導(dǎo)致低調(diào)閥需提高開(kāi)度才能使給水泵汽輪機(jī)獲得原設(shè)計(jì)的蒸汽壓力與流量。

表2 #1機(jī)組A給水泵汽輪機(jī)低調(diào)閥測(cè)量數(shù)據(jù) 單位:mm

1.2 汽動(dòng)給水泵進(jìn)汽逆止閥閥瓣掉落

如圖3所示，汽動(dòng)給水泵進(jìn)汽管道由四級(jí)抽汽、低溫再熱、輔助蒸汽三路汽源接帶，正常運(yùn)行期間，通過(guò)關(guān)閉電動(dòng)閥門、投入連鎖操作，隔斷低溫再熱、輔助蒸汽汽源，僅由四級(jí)抽汽汽源接帶，在四級(jí)抽汽汽源不足以接帶負(fù)荷時(shí)，自動(dòng)投入低溫再熱汽源。由于在運(yùn)行過(guò)程中，需結(jié)合目前新能源消納要求，隨著機(jī)組負(fù)荷變動(dòng)而調(diào)整給水流量，汽動(dòng)給水泵的轉(zhuǎn)速需不斷進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)汽參數(shù)隨之變動(dòng)，四級(jí)抽汽的逆止門閥瓣會(huì)因氣流量變化而不斷擺動(dòng)，造成閥瓣的門軸長(zhǎng)期頻繁磨擦而磨損，最終造成斷裂導(dǎo)致閥瓣掉落。

圖3 進(jìn)汽系統(tǒng)與汽源反竄

因四級(jí)抽汽至A 汽動(dòng)給水泵逆止門閥瓣掉落，造成四級(jí)抽汽至A 給水泵汽輪機(jī)汽源堵塞，汽源不足，低溫再熱汽源至A汽動(dòng)給水泵汽源投入，并且由于低溫再熱汽源壓力大于四級(jí)抽汽汽源，通過(guò)四級(jí)抽汽至A 汽動(dòng)給水泵逆止門反竄至B 汽動(dòng)給水泵，導(dǎo)致A 汽動(dòng)給水泵低調(diào)閥開(kāi)度大、低溫再熱汽源介入，同時(shí)B汽動(dòng)給水泵四級(jí)抽汽汽源增加，此問(wèn)題造成：A 汽動(dòng)給水泵出力不足，B 汽動(dòng)給水泵出力增加，A、B汽動(dòng)給水泵進(jìn)汽溫度同時(shí)下降[2]。

1.3 汽動(dòng)給水泵內(nèi)汽封體變形錯(cuò)位

經(jīng)對(duì)汽動(dòng)給水泵進(jìn)行揭缸檢修發(fā)現(xiàn)，汽動(dòng)給水泵室內(nèi)存在零星濾網(wǎng)碎片、螺桿、螺帽等雜物，對(duì)進(jìn)汽通道造成少量堵塞，同時(shí)，內(nèi)汽封總成（平衡活塞汽封）動(dòng)、靜葉汽封全部磨損斷裂，且磨損、斷裂嚴(yán)重，造成汽封間隙變大，導(dǎo)致汽耗偏高。

按照設(shè)計(jì)說(shuō)明要求，平衡活塞汽封間隙要求為：動(dòng)齒單邊0.65 mm～0.92 mm，靜齒單邊0.85 mm～1.12 mm。參考汽輪機(jī)汽封間隙要求，此間隙相對(duì)較大，判斷汽封齒磨損的原因與轉(zhuǎn)子對(duì)汽缸洼窩中心無(wú)關(guān)，通過(guò)對(duì)內(nèi)汽封體進(jìn)行上、下半進(jìn)行合體、空扣外缸檢查發(fā)現(xiàn)，平衡活塞汽封體上、下半有明顯錯(cuò)位，造成動(dòng)、靜部位發(fā)生磨擦，導(dǎo)致汽封齒在高速旋轉(zhuǎn)下出現(xiàn)破損。見(jiàn)圖4。

圖4 汽封錯(cuò)位

2 汽動(dòng)給水泵出力不足解決對(duì)策及實(shí)施

通過(guò)對(duì)該廠汽動(dòng)給水泵低溫再熱蒸汽汽源頻繁介入、汽動(dòng)給水泵出力不足的問(wèn)題原因進(jìn)行分析后，得出結(jié)論，造成汽動(dòng)給水泵出力不足的主要原因是：汽動(dòng)給水泵低調(diào)閥重疊度偏差，進(jìn)汽管道逆止門閥瓣掉落汽源反竄，內(nèi)汽封體變形。以上問(wèn)題造成了進(jìn)汽量不足、汽耗量增大，解決以上問(wèn)題的根本為：恢復(fù)低調(diào)閥原設(shè)計(jì)重疊度、修復(fù)進(jìn)汽系統(tǒng)閥門、消除汽封體變形。

2.1 低調(diào)閥重疊度偏差大的解決方案

考慮到低調(diào)閥在制造中的復(fù)雜工藝與經(jīng)濟(jì)因素，排除對(duì)門桿、門頭進(jìn)行加工的方式，采取現(xiàn)場(chǎng)手工鉆取門頭與門桿的定位銷（定位銷見(jiàn)圖2），重新定位后，鉆孔裝配定位銷的方式進(jìn)行調(diào)整，對(duì)給水泵汽輪機(jī)低調(diào)閥#1～#5 門頭進(jìn)行行程測(cè)量，按照設(shè)計(jì)要求重新定位。

2.2 進(jìn)汽管道逆止門閥瓣掉落的解決方案

此問(wèn)題解決工藝為常規(guī)閥門檢修工藝，現(xiàn)場(chǎng)采取提高銷軸材質(zhì)（建議采取汽輪機(jī)報(bào)廢螺栓，其材質(zhì)硬度較高）方式對(duì)逆止門銷軸進(jìn)行高材質(zhì)替換，或者整體更換高一等級(jí)逆至門的方式解決此問(wèn)題，并定期對(duì)逆至門進(jìn)行檢查。

2.3 內(nèi)汽封體錯(cuò)位的解決方案

通過(guò)對(duì)內(nèi)汽封體上、下半把合，單獨(dú)裝配至給水泵汽輪機(jī)下缸內(nèi)，采用汽輪機(jī)安裝工藝，洼窩中心拉鋼絲，利用內(nèi)徑千分尺多點(diǎn)測(cè)量，記錄、計(jì)算徑向錯(cuò)位量，根據(jù)變形量計(jì)算與調(diào)整，見(jiàn)圖5。洼窩鋼絲安裝后，測(cè)量前、后洼窩鋼絲中心，將前、后洼窩處的鋼絲調(diào)整至A=B=C；鋼絲拉設(shè)并調(diào)整好后，利用鋼絲測(cè)量?jī)?nèi)汽封體上、下半的中心A1、A2、B1、B2、C1、C2，并調(diào)整至A1=A2，B1=B2，C1=C2，其中A1 與A2、B1 與B2 的調(diào)整，通過(guò)以內(nèi)汽封體下半為基準(zhǔn)，左右移動(dòng)上半的方式進(jìn)行調(diào)整，移動(dòng)量按照（A1-A2）/2 與（B1-B2）/2 的計(jì)算結(jié)果為依據(jù)綜合考慮，哪邊小向哪邊移動(dòng)，C1 與C2 的調(diào)整，通過(guò)加減內(nèi)汽封體水平中分面的調(diào)整墊片的方式進(jìn)行調(diào)整；調(diào)整完成后，以內(nèi)汽封體下半左右兩側(cè)定位銷孔為基準(zhǔn)，重新鉆配上半銷孔，再對(duì)磨損汽封齒進(jìn)行拆卸、更換，調(diào)整間隙。

圖5 汽封體調(diào)整

3 實(shí)施效果

2020年10月份,對(duì)#1機(jī)組A、B 給水泵汽輪機(jī)實(shí)施上述方案，再按照常規(guī)檢修工藝進(jìn)行回裝、聯(lián)軸器連接等工作。

在機(jī)組正常運(yùn)行后進(jìn)行檢修前后數(shù)據(jù)收集對(duì)比，檢修前330 MW 工況下，A 給水泵汽輪機(jī)低調(diào)閥開(kāi)度95%，B 給水泵汽輪機(jī)80%，冷段汽源介入，進(jìn)氣壓力1.1 MPa，溫度280 ℃，檢修后負(fù)荷330 MW時(shí)，A、B 給水泵汽輪機(jī)低調(diào)閥開(kāi)度均60%左右，進(jìn)氣壓力0.8 MPa，溫度340 ℃，冷段汽源未介入，給水泵汽輪機(jī)低溫再熱蒸汽汽源頻繁介入、給水泵汽輪機(jī)出力不足的問(wèn)題得到解決。對(duì)比數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 修前修后對(duì)比數(shù)據(jù)

4 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)對(duì)該廠給水泵汽輪機(jī)進(jìn)汽量不足、汽耗量增大問(wèn)題的原因分析與處理，有效地解決了給水泵汽輪機(jī)低溫再熱蒸汽汽源頻繁介入、給水泵汽輪機(jī)出力不足的現(xiàn)象。給水泵汽輪機(jī)出力不足的原因諸多，查找分析造成出力不足的原因是解決問(wèn)題的根本。通過(guò)分析與處理過(guò)程中的實(shí)踐和總結(jié)，針對(duì)進(jìn)汽量不足、汽耗量增大而造成的給水泵出力不足問(wèn)題，對(duì)于其他給水泵汽輪機(jī)同類型問(wèn)題，此方案有參考作用。