关于火电机组设备检修的探讨

关于火电机组设备检修的探讨

孙 强

华电新疆发电有限公司

摘 要：转动机械是火力发电机组生产工艺流程中推动介质流动进行能量转换的关键设备，其运行状态的稳定与否直接影响机组的安全运行。保持转动机械的稳定状态，需通过设备检修等手段来恢复和改善转动机械的自身性能，而转动机械的检修历来是难点和重点，过程控制不到位不仅达不到预期效果，反而会恶化设备性能，本文作者结合多年工作实践经验，主要就火电机组设备检修进行了简单探讨，希望对相关从业人员有所帮助。　　

关键词：火电机组；转动机械；检修

随着社会经济的高速发展，持续稳定的电力供应对社会经济发展与居民生产生活有着重要影响，随着社会经济水平持续提升，社会对电力的依赖性在逐渐增加，电力企业规模不断扩大。科学技术水平的提高使得我国众多发电厂都应用了众多新型的自动化、智能化的设备设施。同时，发电厂需要进行全天候、不间断的工作，保障电力的供应。因此，一些外部因素和内部因素的出现会导致各种转动机械设备故障问题的发生。而应用以往的故障诊断和处理模式无法对于其中存在的问题进行解决，使得发电厂的工作质量和效率受到影响。

1.转动机械故障类型   我国发电厂中应用的转动机械发生故障主要是以下方面的问题。具体来讲，可分为以下几点：

1.1滚动的轴承存在缺陷。比如：滚动的轴承出现了滚道或者是滚子脱落、腐蚀、破裂、有凹痕、有杂物的进入等等。而造成以上问题出现的原因有：应用的滑动轴承质量不高、没有应用专业化的技术和方式进行安装导致轴承与轴之间存在润滑性能不高、配合不准确等问题，在较长时间应用后造成其出现了一系列问题。

1.2滑动轴承问题。滑动类型的轴承在应用中主要存在的故障问题是：间隙的大小存在问题，无法进行有效性的工作，应用的油膜存在震荡或者是涡动问题。而造成以上问题出现的原因，除了质量问题外、还存在滑动轴承长期的高温、振动大的环境中进行工作的因素，无法进行有效性的运转。

1.3转动机械存在松动的问题。转动机械松动主要有两种类型，一种是结构性的松动，另一种为转动性的松动。结构性松动问题出现主要原因是没有进行科学化、专业化的安装，造成了转动机械长期在磨损、腐蚀的环境中工作，导致一些结构出现了基础性的松动，影响到了其应用的质量和效率。而转动机械部件松动主要的原因是有关部件在长时间工作下出现了部件应用的损坏，轴承无法进行有效性工作。第四，转子不平衡的问题。其主要的缺陷和问题有：径向振动大、而在其他方向上的振动值较小。而造成以上问题出现的原因是，其一存在安装不当的问题、其二存在有外来的附加物进入使得转动机械部件出现了严重的磨损问题。

转动机关键控制点的应对措施   2.1间隙关键控制点   (1)保障合理的膨胀位移   转动机械不同零部件均是在常温下装配组合的，但设备运转中负载的接带会导致不同的部件温度均比常温下高，使得零部件在径向和轴向都存在不同的位移和膨胀，如不预留合理的间隙将造成动静摩擦，进而损坏设备。   (2)确保轴承滚珠与滚道之间油膜的形成   运转时，游隙的大小对轴承的滚动疲劳寿命、温升、噪声、振动等性能有较大的影响。一般对于高速、重载或旋转精度要求较高的轴承会有调整轴承游隙或预紧的要求，从轴承的种类上看，圆锥滚子轴承、角接触轴承、推力轴承均需对游隙进行调整。滚动轴承按工艺正确装配、合理使用、认真执行滚动轴承游隙的调整和预紧工艺，可提高轴承旋转精度和承载能力，降低传动系统振动和噪声。   (3)保证功能的实现并防止动静摩擦   以汽轮机为例，既要保证机组热效，又要确保不发生动静摩擦导致轴振超标，汽封间隙调整应尽可能在模拟热态和实缸状态下进行。对于热态的原因，如汽缸及轴承座的热变形、运行时转子的中心位置，只能凭借经验及数据进行调整；而实缸状态下，汽缸转子垂弧的消除可通过压实缸汽封来调整。   2.2转动机设备接触精度控制点   (1)轴与轴瓦的接触率与精度决定了轴瓦的承载能力，接触不良将导致轴瓦温度高进而烧损轴瓦。承载区是指轴径与轴瓦的接触区域，检修中一般需要校核验算。一般通过限制轴承的压强Ｐ来保证润滑油不被过大的压强挤出，避免轴瓦产生过度的磨损。轴承的PV值简略表征轴承的发热因素，与摩擦功率损耗成正比。PV值越高，轴承温升越高，越易引起边界油膜破裂。轴瓦的最佳接触角应在70-80°，接触角过大将会增加摩擦阻力，过小将增大压强，使得油膜难以形成，造成轴瓦干摩擦。承载区内要形成均匀的点状接触，保证每平方厘米不少于2点。   (2)齿轮的齿面接触好坏对齿轮的承载能力、使用寿命、平稳运转及噪声有着直接影响。齿面接触的形状、大小和位置不正常会导致运转噪声大、振动超标，接触恶化将发生断齿现象。接触斑点是评价齿轮啮合的最重要指标。在设备检修中，可用两个工件齿轮通过色印法进行啮合检查，通过调整齿顶间隙和两齿平行度使得齿面上的接触斑点在齿面的中部，长度不小于齿全宽的70％，高度不小于全齿高的60％。   (3)设备地脚垫铁承受基础载荷，垫铁相互啮合必须接触良好，并均匀压紧，在转动中发生相对位移将造成地脚受力不匀进而振动超标，重者导致地脚断裂。垫铁组的块数要尽量少，不应超过5块，每一垫铁组应放置整齐，重叠面积应大于2／3。对于高转运速的重要设备，在基础上放置垫铁的位置应铲平，使垫铁与基础之间的接触良好。必要时，垫铁需进行刮研，避免接触不良。   2.3转动机同轴度控制点   (1)刚性联轴器的三百分表对中法测量。两块轴向表应分别架设在对轮的同一直径线最外缘，目的是克服主动设备与从动设备各自的飘偏与位移。一块径向表架设在对方轴的外沿。根据所测数值采用计算法或作图法来确定地脚调整量。中心对中时要注意三个方面的因素：首先，应联结联轴器，使需对中的设备转子同时旋转；其次，轴向表数值在计算中取同一位置两值平均数；最后，平行度与同心度同时调整。

(2)带中间轴挠性联轴器的四百分表轴向对中法测量。带挠性联轴器普遍应用于发电厂烟气系统中的大型轴流风机，虽然该型联轴器能有效吸收多方向的偏移，但还是需进行联轴器的对中，以保证联轴器运行安全和延长使用寿命。该型联轴器分别在两个联轴器轴向架设两块百分表，通过作图法结合相似三角形原理分别测算地脚调整量。计算调整量时，要注意先计算电机侧后风机侧，数值预先设定正方向。   2.4转动机转子质量动平衡控制点   转子质量不平衡的最主要表现为振动值超标，在Ｘ（水平）Ｙ（垂直）Ｚ（轴向）坐标轴方向上，Ｘ轴方向上的数值最大，此种现象基本可断定为转子质量不平衡。为避免检修后转子质量动不平衡，首先在检修时必须确保转子部件质量静平衡，逐项消除转子质量静不平衡因素，如转子表面积灰清理、固定螺栓同规格同型号对称布置、润滑油脂称重加注等。设备试运时振动值超标，在排除系统因素初步可诊断为转子动不平衡后，利用三点法进行现场动平衡试验，逐步消除转子不平衡量，实现振动值下降。

结语：   随着科学技术发展，状态检修逐渐应用于生产工作，利用状态检修方法对设备状态进行分析，预测其可能存在的故障并提出针对性的解决方法，资源能够有效利用，维修成本能够降低，对正常生产造成的影响也能最大程度减小，实现了按需检修，在成本得以降低的同时盈利水平提升。  

参考文献：   ［1］罗太景．齿轮传动中的齿面接触斑点分析与质量控制［J］．机械传动，2009，33（3）：114－117．   ［2］杨国安．滑动轴承故障诊断实用技术［M］．北京：中国石化出版社有限公司，2016．

［3］赵永忠.浅谈转动机械故障诊断及处理[J].机电信息，2015，24：71+73.   ［4］王金福，李富才.机械故障诊断的信号处理方法：频域分析[J].噪声与振动控制，2013，01：173-180.   ［5］任玲辉，刘凯，张海燕.基于图像处理技术的机械故障诊断研究进展[J].机械设计与研究，2011，05：21-24.