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摘要：公司承接的某生物质热电联产项目一台30MW汽轮发电机组，供货范围包括：汽轮机本体、凝汽器、低压加热器、发电机、其他辅机等，其中，汽轮机属于厂内整体组装，现场整体吊装就位。

关键词：汽轮机机组；问题分析；处理

前沿

某生物质热电联产项目一台30MW汽轮发电机组于2020年12月27日进行了冲转，2021年1月8日首次并网，并网后当日停机，2021年3月3日再次启动，在之后2个月内，汽轮机组出现了各类问题，一直未能持续稳定运行；2021年5月3日，出现汽轮机前轴承振动超限跳车，经几次冲转振动仍超限，应制造厂家现场人员要求，整套机组停机，开缸检查，发现转子平衡活塞汽封片损伤严重，前轴封未见异物，由于工期紧张，在现场五方（业主、监理、总包、供货商、制作商）共同见证签署损害情况、其他证据情况下，对转子及损害的平衡活塞套、静叶栅套等进行了返厂修复。

现对汽轮机试运行过程中出现的问题按照时间顺序进行罗列、分析、总结如下：

1、汽机机机组问题实际情况

1.1第一阶段问题及处理

后汽封片问题

1）2021年3月1日锅炉点火，于3月3日九点开始冲转，于中午12点带负荷至1万千瓦，3月5日23点零五分因汽轮机齿轮箱震动过大跳车从7000转降至0转仅用时4分钟，惰走时间过短，盘车电机因超载无法投入，多人手动盘车19分钟后，盘车变轻，再次启动电动机盘车正常。手动盘车过程中可听到前、后汽封处有尖锐摩擦声。

2）3月7日晚20点50分汽机温度降至85度，3月8日汽机后瓦拆开检查，发现油挡有摩擦痕迹，拆开后汽封后发现后汽封片严重变形，初步判断为厂家装配时碰撞所致，后汽封终端损坏如下图1.

3）3月10日汽轮机厂家3人到现场，系统排查汽轮机还存在如下状况：1）惰走时间短；2）停机后盘车盘不动；3）后轴在运行过程中漏油、漏水蒸气；4）后轴油挡间隙大。厂家建议：现场简单修复下后轴的轴封片后，继续运行，至600转时听轴承声音，逐步加速听轴承声音，无问题则继续运行；若要检查前轴封，则需开盖，更换轴封片后需要做动平衡等多项试验，故需返厂方能更换；于3月11日下午14时总包、业主、监理、厂家4人进入后瓦抽汽腔内取证，取出4颗小金属物，厂家认为后汽封进入异物导致后汽封磨损，我方安装的轴封管路在试车前已吹扫干净，有监主见证及签证；3月13日对异物和汽机本体管路焊缝、轴封进气管路焊缝等进行光谱分析发现，金属颗粒异物的材质与汽机本体管路的焊缝更为接近，推测为汽机制造过程中焊渣掉入设备本体部分的轴封进气管。

3月15日下午在对汽轮机后汽封进气管路进行清灰吹扫时，在设备内部的后轴封进气管道内（属设备本体管道，非我方安装管路），吹出多个金属异物、金属焊渣，如图1：初步分析设备组装时掉落（因异物较大，如果是外部管道安装时进入的，因管路口径小，且汽封进汽管路上有节流孔板，孔径只有3mm，上述杂物不可能通过节流孔板进入汽封进气管弯头及阀门处，且工地现场没有此种材质的物质；也不是汽封片断裂掉落，汽封片断裂长度约2厘米，且材质与汽封片不符）且金属物并非我方材质，推断为厂内制造过程中异物掉入，图3。

5）3月16日在厂家的指导下对对受损汽封片进行修复，于下午17时修复完成，现场吹扫干净经厂家认可，装人孔盖板。在修复汽封片过程期间出现了齿轮箱、发电机振动超限报警（在停机状态下），经检查发现TSI柜子中无仪表接地，所有汽机相关振动检测仪表屏蔽接地均是悬空状态；现场进行了更改，于18晚上对汽轮机前轴瓦、发电机2个轴瓦及轴承箱恢复，经厂家、监理、业主等三方认可签字。

2、第二阶段问题及处理

1）3月17日早上开始汽轮机轴封片修复后的第1次点火，下午4点锅炉上料，晚上11点蒸汽进汽轮机开始冲500转，检验汽机轴封、轴承，冲转过程中用听针听轴承声音，前汽封有轻微摩擦声，应厂家要求继续冲转，当达到800转时摩擦声消失，汽轮机机组继续冲转。于18日早晨6时机组并网，上午10点26分汽轮机齿轮箱振动超限引发机组跳车（2个盖振探头检测到振动达18mm/s），后经过查看发现，启动和停止汽机油烟风机和润滑油泵的瞬间及时在汽轮机未运行的状态均能引发齿轮箱振动变大（达7mm/s），经过讨论采取如下措施：1）更换两个探头的计算机电缆，以检验是否是信日干扰屏蔽问题，2）将齿轮箱出口传动轴保护套的两个支撑柱改到地面而非钢平台上以降低其他外部机械振动传入齿轮箱。更改完成后测试启停油烟风机和润滑泵对齿轮箱振动影响很小，晚上开始做启动汽轮机准备。2021年3月19日早8点开始冲汽轮机，运行正常，发电机前轴瓦轴向振动偏大（达14mm/s，此数据未进TSI保护系统），上午9点45分再次并网，白天运行正常。

2）2021年3月23日下午17点45分左右出现EH油2个挂闸电磁阀线圈短路烧毁，导致汽机跳车。汽轮发电机组于3月23日17点46分停机，停机后发生润滑油压低联启交流润滑油泵、直流油泵；盘车停止现象。启动2台油泵后最低油压为0.04MPa。另在试验过程进行交流油泵切换中，润滑油压低至0.12MPa时盘车自动跳闸停止。润滑站压力开关问题，现场校验无误，发现是压力变送器相应过慢，现场压力表显示压力降至0.08MPa启动直流油泵时，变送器压力显示为0.15MPa。

3）处理完除盐水管漏水问题后3月28日再次启炉，29日并网，负荷带到32MW，机组停机；

3、第三阶段问题及处理

1）经多次多方协商，4月13日再次启炉，14日凌晨并网，15日出现主给水泵故障，无法现场修复，水泵返厂，机组停运；

2）2021年4月26日主给水泵返厂修复后，再次启机，早上并网，中午负荷带到20MW以上，主蒸汽管路：晚上7点半左右，主蒸汽管路汽轮机附近放空支管焊口泄漏，晚上停炉、停机、消缺。并于27日晚上再次启炉至4月28日上午并网；负荷带到20MW，28日晚上出现两条料线上各1台给料机同时堵料情况，导致锅炉缺料，锅炉温度迅速降低（甲方人员在给料机处捅料时出现锅炉正压高温烟气窜出情况，炉前给料区域紧急灭火），汽轮机组停机；

3）处理完堵料问题后，5月2日再次启炉、启机，负荷只能带到20MW，5月3日坚持要求甲方更换高热值燃料后，中午负荷一度带到31MW，继续运行过程中下午15时因汽轮机前瓦震动过大跳机，并于5月4日上午各方开会决定汽机揭缸。

4）2021年5月6日汽机开始揭缸，经各方共同检查情况：

上下平衡活塞汽封片大量缺失；3#持环上半底部汽封片局部有倒伏，1、2、3级有异物；4#持环静叶片有冲击点，第三级级后部分汽封片有倒伏；1#持环下半汽封片底部压倒；2#持环下半汽封片压倒；2#持环下半第二级有异物、毛刺需；3#、4#持环下半气封片倒伏歪斜；5#持环下半第二级气封片轻微压倒卷边需现场处理；后轴汽封套划痕严重。

5月10日转子吊出汽缸，经各方共同检查情况：a、转子平衡活塞后部汽封片损坏明显，中间部分脱落；b、第三套、第四套持环部分划伤深度达2mm，并黏连异物;c转子部分叶片、叶轮外沿看出局部有明显摩擦痕迹；d、转子叶片、持环等部位有异物冲击痕迹；e、汽轮机转子吊出前对第二、第三级持环套汽封片径向间隙进行检查，发现左右两侧间隙相差很大；

转子损坏情况 ：后轴封中间部分第1圈汽封片有8cm缺失、5cm倒伏；另有6圈已损坏（上次人工处理过），需更换；第21与22级叶片间汽封片有倒伏；平衡活塞、前汽封片倒伏、断裂。

前轴封进气暗管、轴封套未见异物，可排除轴封进气管路有杂物情况。

5）第三阶段问题初步分析

汽轮机第三阶段问题最为严重，汽机前轴振动在5800转/min左右时，振动超过跳车保护值引起跳车，再次启动冲转3次，均振动超限，厂家要求停机开盖检查。

汽机开缸后，发现平衡活塞汽封片多处大量脱落，前轴封损坏很小（有轻微变形）；转子吊开后，前轴封套、轴封进气管附近未见异物，可以排除轴封进气管路异物进入轴封的情况；平衡活塞汽封片在扩大级活塞中部的轴封片大量脱落，也可以排除主蒸汽管路有异物进入平衡活塞（若有异物，应当先损坏前端平衡活塞或两侧平衡活塞）；平衡活塞汽封片大量脱落，但在平衡活塞套下半部并未找到脱落的平衡活塞汽封片；汽轮机转子后部动叶片上打出大量凹坑，转子第21与22级叶片间汽封片有倒伏、断裂；前后轴承完好。

总结：综合分析上述三阶段问题及处理方式，就该汽轮机质量问题总结如下：

1）汽机制造过程中焊渣掉入设备本体部分的轴封进气管；

2）前轴封进气暗管、轴封套未见异物，可排除轴封进气管路有杂物情况

3）平衡活塞汽封片在扩大级活塞中部的轴封片大量脱落，可以排除主蒸汽管路有异物进入平衡活塞；

4）汽轮机下部持环、平衡活塞套间隙过小；

最终推断：1）汽机制造过程中焊渣掉入设备本体部分的轴封进气管；导致后汽封终端损坏；2）因厂家装配间隙问题（特别是下部持环、平衡活塞套间隙过小），导致运行过程中平衡活塞汽封片与平衡活塞套之间有摩擦，使平衡活塞汽封片脱落并被研磨成小颗粒掉入平衡活塞下部平衡管，通过平衡管进入汽轮机主气道后部，在叶轮高速旋转情况下，在动叶片上打出很多凹坑，也破坏了转子持环汽封片；平衡活塞汽封片大量脱落引起前轴承振动过大导致跳机。

参考文献：

[1] 汽轮机运行振动的大原因分析及应对措施[J]. 谢晨宇;王兴邦.科技风，2019（15）

[2] 汽轮机运行振动的危害原因分析及处理方法[J]. 张玉驹.盐科学与化工，2018（05）

[3] 汽轮机运行中调节系统常见故障分析. 刘超.山东工业技术，2017（07）

[4] 汽轮机运行中节能降耗对策分析. 熊彦翀.中国战略新兴产业，2017（36）

作者简介：刘刚（1972.12）男，汉族，湖南茶陵，本科，高级工程师，主要从事工业设备安装方向工作