汽轮机液压盘车故障分析及处理.docx
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汽轮机液压盘车故障分析及处理
汽轮机液压盘车故障分析及处理
一、汽轮机液压盘车系统概述
汽轮机盘车按照布置分为同轴和异轴,按照动力驱动分为电动和液动,其功能均是要在汽轮机组启动前和停机后,以足够的转速盘动汽轮-发电机转子,将由于汽轮机部件不均匀冷却所引起的转子挠曲减到最低限度。
上海汽轮机厂生产的燃气联合循环汽轮机(型号LZC266-12.5/0.4/545/540)的液压盘车装置主要由液压马达、过速离合器、中间轴、必要的轴承和紧固件组成(图1)。
盘车设备安装在低压透平的自由端。
液压马达通过盖板和壳体固定在轴承座上。
液压马达通过异形轴和法兰带动过速离合器的外圈。
外圈安装在离合器壳体内并由一个定位环和两个球轴承支撑。
过速离合器的内圈垂直固定在中间轴端面上。
过速离合器的棘爪、棘齿安装在壳体中,它们在盘车设备运转时向内转动,这样就在内、外环建立了一个刚性连接。
当透平转动达到某一转速时,离合器棘爪、棘轮向外转动而脱开联接。
为防止高转速下磨损,通过离心力提升棘爪、棘轮使内、外圈分离。
盘车装置的润滑油与顶轴油系统相关联,这样,盘车设备启动的同时顶轴油系统也开始投入运转。
液压马达在进油管上,可通过节流阀调节油的流速以调整盘车转速。
本汽轮机自动盘车转速为0.8~0.9Hz。
在调整轴承时,可以通过关闭节流阀,将盘车设备和顶轴油系统分开。
同时,盘车设备也提供电磁阀,它也是汽轮机、发电机自控系统的组成部分。
为了防止在汽轮机在正常运行中盘车设备停止转动而被腐蚀,仍有少量的润滑油流动使液压马达缓慢转动。
转速为0.1~0.2Hz。
主要部套实物简介:
液压马达,主要由伸缩缸、偏心轴以及配流盘等组成,管道除了高压工作油进出口外,还连接低压润滑油,在启停状态下都能保证马达内部构件在润滑油的润滑及冷却工况;
图2
过速离合器,俗称单向楔块轴承,分为内环和外环,内环与盘车小轴以键装配连接,外环与液压马达输出端的连接法兰以柱销螺栓连接并由,内环与外环间采用楔形块作用,楔形块固定在内环上;
图3
图4
盘车轴轴瓦,是一种整体圆筒轴瓦,内部全巴氏合金灌注加工,包含顶轴油口、径向润滑油口、及轴向润滑油口;
图5
图6
盘车轴,由高强度合金钢加工,盘车轴的轴瓦位置至齿轮头端部加工有油孔,由轴瓦径向润滑油接口位置进油为齿轮头润滑冷却供油。
图7
图8
二、液压盘车检修前运行情况
液压盘车工作中是以压力工作油为动力源,通过液压马达做功。
当压力工作油按照预设流量进入液压马达就产生机械能,并达到预设流量对应的稳定转速,机械能传递给过速离合器(俗称单向楔块轴承),当以盘车方向离合器外环转速大于汽轮机转子转速时,离合器啮合受力并将机械能传递给盘车轴,盘车轴与汽轮机转子始终为同心齿轮啮合状态,这时盘车轴带动汽轮机转子沿着盘车方向转动,并最终定速在预设流量对应的稳定转速。
相反,当以盘车方向离合器外环转速小于汽轮机转子转速时,离合器脱开,此时盘车轴脱离液压马达的驱动。
压力工作油一般为为顶轴油,控制模块包含手动节流阀、关断电磁阀、高低压逆止阀及就地压力表隔离阀等,正常运行时手动节流阀固定在一定开度,根据投退关断电磁阀来控制液压盘车的启停。
为了保证在特殊情况下液压盘车工作油正常工作,关断电磁阀设置为失点状态下开启,手动节流阀带有锁紧销并且设计保留最小开度。
在停机检修前,液压盘车振动和温度均正常,运行无异音,各启停机过程盘车运行正常。
三、液压盘车检修时故障分析及处理情况
液压盘车无法正常投入的常见原因:
a)液压盘车自身故障:
离合器损坏;盘车轴轴瓦损坏;盘车轴齿轮磨损;液压马达故障;关断电磁阀故障;逆止阀卡涩导致顶轴油内漏至润滑油管路;
b)外部异常影响:
汽轮机转子碰磨阻力大;与转子连接铜套齿轮磨损;油质颗粒度不合格;。
现场液压盘车解体检修发现的问题:
图9
现场见图9,轴承座揭开后检查发现,轴承座底部液压盘车端有金属碎屑,应为盘车装置产生,通过回油带入轴承座。
需对液压盘车进行解体检修工作。
图10
图11
现场见图10、图11,盘车装置与汽轮机连接处铜套,发现外部有润滑油结焦以及拆开后发现齿轮磨损严重现象,起重盘车轴齿轮磨损1/3,铜套齿轮磨损2/3。
需要更换新的铜套和盘车轴。
图12
现场检查见图12,手动盘动盘车轴,运转方向和非运转方向没有明显区别,盘动均有卡涩现象;盘车轴轴向手动推拉发现,轴向推拉间隙较大,大于2mm。
安装厂家资料说明,轴向间隙小于0.20mm,并且由于离合器作用,方向旋转时应制动,正向旋转应通畅,判断液压盘车内部有损伤,需进一步解体检查。
图13
现场见图13,解体液压盘车装置,离合器内环有部分楔块坏损脱落,外环及球轴承均有磨损痕迹。
图14
图15
图16
现场见图14、15、16,盘车轴轴瓦磨损情况及孔隙测量,发现轴瓦合金面严重磨损,导油槽孔隙隙1.5mm。
需要更换新轴瓦,新轴瓦导油槽孔隙为2mm,加大了润滑油供油流量。
图17
现场见图17,盘车轴外观检查及晃度检查,检测发现盘车轴轴弯超标,轴瓦初磨损,经咨询厂家需更换新盘车轴。
现场液压盘车解体检修发现的问题:
图18
在现场整体回装液压盘车装置时,为保证液压盘车水平安装,对盘车结合面与低压转子端面需进行平行度检查调整,并初步进行轴找中心。
图19
图20
解体回装液压盘车时,过速离合器的安装需注意盘车方向与箭头方向应保持一致。
四、汽轮机液压盘车运行维护的注意事项
根据液压盘车检修经验总结,现场运行维护需注意一下几点:
1、为降低启动盘车时对离合器的冲击,建议:
a)在转子静止状态下启动盘车时,先手动盘动转子,若两人能轻松盘动,再投入自动盘车; b)在转子静止状态下启动盘车时,将调整盘车转速的就地手动阀门处于关闭状态(事先做好标记),待顶轴油压稳定后,再慢慢打开该阀门到设定位置。
2、如离合器损坏,同时盘车小轴瓦有较严重的磨损,需更换备件,并联系厂家修复。
盘车装置修后安装时,需要对盘车重新找中,必要时应在盘车装置和轴承座结合法兰面加垫片,以修正盘车与高压转子中心。
找中完成后须重新钻配盘车装置与1号轴承座之间的定位销。
3、汽轮机停机惰走至盘车投入时,应注意盘车稳定转速,若转速显著低于启动前盘车转速并持续下降,则可能存在汽封供汽切换控制不当导致高压缸内碰磨(可用听棒检查),导致盘车装置过载的情况。
盘车过载是造成离合器损坏的主要原因。
此时应立刻查明原因并消除,看盘车转速下降状况是否改善,必要时可停止自动盘车,改成手动盘车。
液压盘车技术在汽轮机本体的应用较为成熟,要更进一步保证设备的良好运行,任重而道远。
在供油管道前加装滤芯以及在盘车轴轴瓦上增加检测仪表监护,是下一步可研究的方向。
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