杭州鋼鐵集團動力公司熱電二廠2號汽輪機發電機組為杭州汽輪機生產的抽背式機組,型號為ENG32/25/32。自2005年10月開始,該機組的主油泵聯軸器(膜片聯軸器)故障頻發,長則2個月,端則半個月。該機組向外提供0.8MPa(背氣壓)和2.7MPa(抽汽)的蒸汽,高故障率給正常生產、檢修組織帶來了很大影響。且頻繁的開、停機也損害機組,縮短機組的使用壽命。為了消除主油泵膜片聯軸器易斷的故障,我廠對該機組進行了全面的分析,找出引起機組主油泵膜片聯軸器斷裂的原因,并進行了相應的改進措施。
1 問題分析
該汽輪發電機組主油泵聯軸器為膜片聯軸器,具體式樣如下圖(圖1)所示。針對主油泵膜片聯軸器易斷裂的事故,我們進行了分析:
膜片聯軸器
1)從數次斷裂的事故中發現,發生故障次數最多的膜片聯軸器的汽輪側彈性膜片組,該鋼片組有數片極薄的彈性鋼片組組成,因該機組為背壓式供熱機組,受外界熱負荷波動,該機組進汽量存在著一定的波動。而該撓性聯軸器軸向力的平衡主要依靠彈性膜片組的承受力,在教頻繁的汽輪機軸向力的波動下,彈性膜片組的膜片與膜片間出現了間隙,進而加大,導致鋼片撕裂,主油泵發生斷裂。
2)其次發生故障次數較多的部位為連接螺栓,眾所周知,蒸汽流作用在汽輪機轉子動葉片上的輪軸向力使轉子發生了轉動。輪周力的大小同樣受汽量大小而波動,當進氣量大時,輪周力大,進汽量小時,輪周力小,而該汽機轉子與主油泵的聯接實際上主要靠的是連接螺栓,故該螺栓時刻承受著輪軸的波動作用,機組運行時間一長,螺栓出現疲勞,斷裂,導致膜片聯軸器斷裂。
3)汽機轉子動平衡可能存在的問題。因該機組額定轉速為9568r/min,若機組轉子動平衡不好,在如此高的轉速下,機組軸瓦德各振動值勢必增大,而汽機轉子與主軸連接的聯軸器為膜片聯軸器,為該機組最薄弱的環節,隨著運行時間的延長,聯軸器的彈性膜片組或者聯接螺栓因疲勞而發生斷裂,故而造成機組停機。
4)缸體內部機組的轉子和隔板的汽封肯能破損嚴重。從機組運行時,檢測到得振動數據分析,該機組軸向振動的數值特別大,軸向振動大,則表明機組軸向力大,汽封漏汽量大,然而如果機組內部轉子、隔板的汽封完好,軸向力是會被機組自身平衡化解掉的,現在機組的軸向力明顯偏大,表明機組內部軸向漏汽量較大,所以判定機組的汽封出現了破損。
2 問題的處理
在今年5月底,我廠按計劃對該機組進行了中修,期間將汽輪機轉子運到廠家進行了動平衡測試,發現轉子動平衡不好,即對轉子質量的調整量進行了調整,同時更換了轉子和隔板的汽封。通過機組近半年的運行表明,以上故障得到了處理。
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