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汽轮机的改进与效果分析

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-03-09 15:58:23 来源: 作者:用户26048    浏览次数:2    
摘要

1概述甲醇装置配套的空分装置空压机机组安装试车后,较长时期处于低负荷(75%~80%)运行状态,主要原因是空压机组配套的驱动汽轮机存在问题。表现为汽轮机运行时前径向轴承温度高、止推轴承主推瓦温度高、汽封漏气大,导致机组转速提上不去,影响了空压机的进气量。机组汽轮机进汽参数为10.0 MPa、520℃,前端轴承为联合轴承设计;前段汽封设计为一般梳齿汽封(背部原有弹簧片,后改为弹簧),一共有7组汽封,...

1概述

甲醇装置配套的空分装置空压机机组安装试车后,较长时期处于低负荷(75%~80%)运行状态,主要原因是空压机组配套的驱动汽轮机存在问题。表现为汽轮机运行时前径向轴承温度高、止推轴承主推瓦温度高、汽封漏气大,导致机组转速提上不去,影响了空压机的进气量。机组汽轮机进汽参数为10.0 MPa、520℃,前端轴承为联合轴承设计;前段汽封设计为一般梳齿汽封(背部原有弹簧片,后改为弹簧),一共有7组汽封,经过前3组汽封后的泄漏蒸汽除一部分进入4.0 MPa抽汽管网外,其余再经过2组汽封后做为排汽侧的轴封蒸汽等。

2007年5月大修时,发现梳齿汽封偏斜并与转子间隙过大、汽封上有裂纹以及汽封弹簧弹性下降等问题。

针对存在的问题,现场对机组实际运行数据和设计图纸进行分析、确认,从两个方面着手解决空压机汽轮机存在的问题:①利用装置大修机会解决空压机汽轮机本身存在的轴承温度高、汽封漏气大、转速上不去问题;②完善优化空压机/增压机组的操作。

2 2007年汽轮机大修时技改情况

2.1止推轴承主推力瓦温度高的解决措施

采取增加主推力瓦供油量的方法,同时考虑到止推和径向轴承供油方式设计特殊、止推轴承和径向轴承供油量彼此相互牵制影响很大的实际情况,根据实际计算采取下列具体措施:1)将止推轴承主推力瓦2个供油孔从准16 mm扩孔至准16.5mm以增加主推瓦供油量。

2)将止推轴承副推力瓦的2个供油孔从准15 mm缩小至准14mm以间接增加主推瓦供油量。

3)根据主推力瓦供油扩孔后面积变化量,相应的将阻尼环上部靠近主推力瓦侧的上部回油孔间隔再扩孔2个,从准10mm扩孔至准11mm。

2.2汽封泄漏大、转速上不去的解决措施

根据空压机汽轮机大修解体后,汽封弹簧弹性严重失效、汽轮机前端两级汽封因承受轴向过大压差呈张口状并带有长裂纹等实际现象,采取下列措施:1)更换汽封弹簧,弹簧材质为Inconel 718。

2)汽轮机前轴端和高中压段级间所有汽封开导压孔,引蒸汽至汽封弹簧侧以补偿增加汽封弹簧力侧的压力。从汽封轴向迎着蒸汽泄漏方向的端面,先开90°互相垂直的准3mm和准2mm小孔。

3)将汽轮机前轴承座整体向东移动0.40 mm,尽量保证汽轮机转子和汽缸同心度满足要求,减少东西两侧汽封间隙差过大的问题。

4)检查汽封管路上的限流孔板,清理堵塞物,保证开车时管路疏水畅通。

2.3其他检修内容

1)根据前径向轴承拆卸后下部一个瓦块有轻微缺陷的实际情况,将侧面瓦块和该瓦块进行了互换,同时在该瓦块上重新开了铂电阻测温预埋孔。

2)增加汽轮机冷凝液泵出口流量显示,更换空压机入口导叶执行机构等。

2.4开车后优化空压机/增压机组操作的措施

1)降低空压机出口防喘振阀空气放空量和增压机防喘振阀空气打回流量。

2)根据汽封技改效果,适当增大空压机汽轮机抽汽量、减少冷凝液量以降低汽轮机止推轴承温度。

3大修后机组运行效果

大修后机组运行数据可以看出,技改后机组的蒸汽消耗明显下降(技改前空压机打气量在100000110000 m 3 /h时的汽轮机的主进汽量为190.0~194.2 t/h,凝汽量为82~86 t/h),止推轴承温度明显下降(原为114~115.5℃),空压机送至后续装置的空气量增加(现为142000m 3/ h,95%的负荷)。实际运行结果表明,提供220 t / h蒸汽量的锅炉能满足空压机组100%负荷的运行需要,而且若能继续降低前径向轴承温度,还能再提高转速,这样空气量还可以继续增加。

4对解决汽轮机前径向轴承温度高的思考

现场观察到汽轮机前径向轴承温度高与负荷变化有关。径向轴承温度与油温、转速和径向轴承承受的载荷有关,这对汽轮机前径向轴承温度来说也不例外。前径向轴承承受的径向载荷是喷嘴出来的蒸汽流对转子产生径向力与转子重量一半(大约)的矢量和。汽轮机前径向轴承温度对汽轮机蒸汽进汽量(负荷)变化和转速变化比较敏感,这充分说明了喷嘴出来的蒸汽流对转子产生方向向下的径向力不容忽视。消除或降低该径向力的手段一般是调换调速阀头的位置,因为不同的喷嘴进汽顺序对径向力影响很大。

阀头调换后汽流作用在转子上的径向力方向改变了,方向朝上,这样径向轴承上承受的汽流产生的径向力和转子重力的合力会减小,有利于降低前径向轴承温度。事实上发电行业的大功率汽轮发电机组就有采取过这种方法成功降低了前径向轴承温度的先例。

 
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