Координационный центр
надёжности и диагностики турбомашин
ТЭС "Уралэнерго" г.Тюмень
Рабочее заседание 11-15февраля 2002г.

Производственно-ремонтная фирма "Иркутскэнергоремонт" Россия, 664050,г.Иркутск,ул.Байкальская, 259, а/я640 (3952)219-681,
E-mail:vkuzivanov@ier.irka.elektra.ru

      Дефекты турбоагрегатов, приводящие к ослаблению жёсткости опор, являются достаточно распространённым явлением для электростанций ОАО "ИЭ".. Последствия дефектов известны - это повышенная динамическая податливость опор , приводящая к нестабильной и повышенной вибрации.
      Один из очень распространённых дефектов -отрыв выхлопной части ЦНД от фундамента. Каждый третий т/а ТЭС "ИЭ" имеет отрыв. Это говорит о типичности данной проблемы для турбин, эксплуатируемых 30 и более лет. Физические причины явлений отрыва выхлопа, как по нашим данным так и по мнению ведущих специалистов в области диагностики турбин, связаны с дефектами монтажа (трубопроводы, конденсатор) и нарушением расширений выхлопной части ЦНД по поперечным шпонкам.
      Схема выполнения работ по снижению вибрации на т/а с таким дефектом диктуется условиями эксплуатации и финансовыми возможностями ТЭС и достаточна стандартна:
  1.   Исследование и выяснение причин повышенной вибрации
  2.   Терапевтический способ лечения т/а путём динамической балансировки.
  3.   При повышенной чувствительности т/а к остаточному дисбалансу (согласно ГОСТ Р 51498-99 ) и или больших приращениях вибрации при изменении режимов работы , балансировка не обеспечивает нормального вибрационного состояния. В таком случае, как вынужденная и временная мера, нами применяется установка парных клиньев между выхлопом и фундаментом. Необходимо отметить, что данная мера эффективна на достаточно короткий срок.
  4.   В период капитального ремонта выводе к агрегату с отрывом выхлопа применяются хирургические меры лечения с обрезкой и последующей выставкой трубопроводов, конденсатора и, возможно, с перемонтажём ЦНД.
      В качестве иллюстрации я предлагаю вашему вниманию результаты работ на т/а ст.№9 типа ВПТ-25-3+ТВ2-30-2 ТЭЦ-1 "ИЭ". Работы на т/а начались в 1998г. после первого этапа реорганизации ремонта в "ИЭ", заключавшемся в слиянии двух ремонтных фирм ПРП "ИЭР" и с/п "ВЭР", когда к моей лаборатории "ИЭР" присоединили лабораторию "ВЭР", и оборудование ТЭЦ-1стало моим.
      Анализ истории т/а показал, что нестабильный и повышенный уровень вибрации наблюдается после капитального ремонта 1994г., в период которого была замена ЧВД. Допустимый уровень вибрации на т/а при эксплуатации с 1994г. поддерживался за счёт частых балансировок. С 1996г. на т/а выявлен отрыв выхлопной части ЦНД от фундамента, который устранялся установкой двух пар парных клиньев между основанием выхлопа и фундаментом.

     Виброисследование, проведённое нами в 1999г. показало:
  1.   Повышенный уровень вибрации и нестабильное вибрационное состояние наблюдается на 2 и 3 подшипниках.
  2.   Выхлоп ЦНД оторван от установленных в 1996г. парных клиньев.
  3.   Вибрация подшипника № 3 в вертикальном направлении зависит :
    · от подачи тока возбуждения на РГD3В=10мкм
    · величины тока РГ D3В=13мкм
    · крутящего момента.D3В=14мкм
    · от изменения теплового режима

      Агрегат реагировал практически на любые изменения режимов работы
      Балансировка обеспечивала допустимый уровень вибрации только с ограничением режимов работы т/а. Агрегат имел повышенную чувствительностью к небольшим остаточным дисбалансам. Ниже в таблице даны значения ДКВ, полученные на т/а за период 1996-2001гг.

      По условиям ТЭЦ-1 с 2000г. до 2001г. рабочее состояние т/а поддерживалось за счёт замены парных клиньев калиброванными прокладками. Высота прокладок в каждом месте установки определялась исходя из величины максимального отрыва выхлопа относительно фундаментной плиты с поправкой +0.02-0.04мм. Ниже представлено сравнение вибрации т/а до и после установки прокладок. Видна зависимость вибрации подшипников 2,3 от режимов работы, что связано с изменением величины отрыва выхлопа ЦНД.

      Ниже представлены данные о состоянии т/а перед выводом в капитальный ремонт в начале 2001г.
    Основные результаты исследования т/а перед ремонтом 2001г.
  · Зависимости вибрации подшипников от условий работы т/а:
  1.   Зависимость вибрации подшипников № 2, 3 от изменения силы тока РГ на постоянной номинальной нагрузке. Приращения вибрации, полученные при уменьшении Iр.г. от 370 А до 290 А и выдержке на данном режиме в течение 5 часов, составили :
  · подш. № 2 "В" -- ?А = 13 мкм / 243 О ( v );
  · подш. № 3 "В" -- ?А = 15 мкм / 206 О ( ^ ).
  2.   Зависимость вибрации подшипника № 3 в вертикальном направлении от изменения крутящего момента. Приращение вибрации при снижении активной нагрузки от 25 МВт до 15МВт составило 11 мкм / 325 О ( ^ ).
  3.   Приращение Вибрация подшипника № 3 в вертикальном направлении при работе т/а в течение 4 часов после набора активной нагрузки Nа = 15 МВт без изменения IРГ -19 мкм / 139 О (v ).
  4.   Приращения вибрации, полученные при снятии тока возбуждения ( т/а - на холостом ходу ) : ?А 3В= 8 мкм / 90 О, ?А5В = 10 мкм / 206 О .
  5.   Вибрация от работы теплофикационного отбора и от вакуума в конденсаторе не зависит.
  6.  Уровень вибрации верхней части фундамента турбины не превышает норм НТД.
  · Исследовано изменение величины отрыва на всех режимах работы от номинальной нагрузки до холодного состояния т/а:
      Прогресс отставания опорно-выхлопной части цилиндра турбины от установленных ранее калиброванных пластин и фундаментной плиты не выявлен. ( см. рис № 2 ).
  · Тепловые расширения цилиндра турбины на всех режимах работы от номинальной нагрузки до холодного состояния т/а:
  Карта тепловых перемещений цилиндра турбины представлена на рис. №2.
  1.   Тепловые перемещения цилиндра турбины от прогретого до холодного состояния цилиндра.
  2.   Перемещение переднего стула: 11,3 мм ( без перекосов ).
  3.   Перемещение лап цилиндра справа и слева по ходу пара : 2,6 мм и 2,2 мм соответственно. Перемещение левой лапы на 1,2 мм меньше, чем 1999г.
  4.   Перемещения по косым шпонкам слева и справа : 0,4 мм.
  5.   Перемещения опорно-выхлопной части слева и справа в плоскости фикс-пункта цилиндра после изменения t° выхлопного патрубка с 90 ОС до 45 ОС при работе т/а в режиме холостого хода 3000 об/мин. через 2часа были Ј0,1мм.

      Выводы: сравнение п.4,5 говорит о нарушении расширения основания выхлопа ЦНД в плоскости фикс-пункта.

      Рекомендации о перемонтаже ЦНД были нами даны на основе предыдущего опыта работы на т/а ПТ-80-130, нормализация реакций опор с отрезкой конденсатора не обеспечил устранение отрыва выхлопа.
      В процессе ремонта при осмотре были обнаружены:
  · Следы осевых задеваний на регулирующей ступени и диафрагме слева по ходуb пара.
  · Следы радиальных задеваний на роторе между 18 и 19 ступенью и износ нижней половины диафрагменных уплотнений.
  · При проверке центровки проточной части турбины выявлено несовпадение оси проточной части и оси ротора турбины в вертикальной плоскости с уменьшением радиальных зазоров в ЧНД.
  · В осевом канале РГ обнаружено около 300мл. масла.
  · На линзовом компенсаторе Т-отбора обнаружены монтажные стяжки.
  · Проверка реакций опор цилиндра турбины, проведенная сразу после снятия крышки цилиндра и выемки ротора турбины, показала значительный перекос нагрузок на левую сторону. Ниже в таблице приведены значения реакций опор, измеренные в процессе ремонта.

  · Перемещения коллектора Т-отбора от номинальной нагрузки до холодного состояния т/а:
  1.   Тепловые перемещения коллектора теплофикационного отбора в горизонтальной плоскости: 5 мм по ходу пара, перемещения слева и справа от продольной шпонки коллектора несимметричны. Справа, вплоть до полного останова т/а, практически нет горизонтальных перемещений.
  2.   Вертикальные перемещения коллектора отбора слева и справа от продольной шпонки: 4 мм и 3 мм соответственно. Перемещения слева от шпонки наблюдались только после останова т/а.
      Рекомендации на период капитального ремонта:
  1.   Измерение исходных реакций опор цилиндра турбины.
  2.   Измерение реакций опор цилиндра после:
    · отрезки трубопроводов цирк.воды конденсатора,
    · отрезки Т-отбора выставки конденсатора в свободном положении,
    · при разболченных фланцах соединения паропроводов отбора № 4 с цилиндром турбины.
  3.   Ревизия и ремонт опорно-подвесной системы паропровода Т- отбора.
  4.   Перемонтаж ЦНД для устранения дефектов прилегания опорно-выхлопной части цилиндра турбины к фундаментной плите путём и ревизии поперечных шпонок опорно-выхлопной части ЦНД.
  5.   Ревизия и ремонт шпоночных узлов лап цилиндра.


      В итоге проверки реакции опор выяснилось, что цилиндр турбины практически не опирается передними лапами ЧНД на фундамент.
      Полученные при осмотре и измерениях результаты давали объяснения наблюдавшейся нестабильной вибрации, которая могла вызываться деформацией цилиндра за счёт тепловых перемещений трубопроводов при изменениях режимов работы т/а. Это могло быть причиной задеваний ротора на нижней половине диафрагменных уплотнений между 18 и 19ступенями. Это же могло приводить к повороту корпуса подшипников 2 и 3 с подъёмом 2-ого подшипника, который приводил к расцентровке (постель шейки ротора на вкладыше 3 подшипника имела конусную форму с большим основанием со стороны 2 подшипника) и ослаблению жёсткости опор подшипников.
      Из-за значительного увеличения объёма работ при ремонте, несмотря на наши рекомендации, было принято решение не проводить перемонтаж ЦНД. Естественно, в такой ситуации не обеспечивалось восстановление прилегания выхлопа к фундаментной плите, и не проводилась ревизия поперечных шпонок выхлопа. Успокаивало только то, что в течении полугодия не шел отрыв выхлопа после установки прокладок.
      В итоге в период капитального ремонта было сделано :
  1.   Между опорными плитками и фундаментной плитой были установлены новые калиброванные пластины, в соответствии с техническим решением № 1 от 27.04.01.
  2.   Увеличена жёсткость опоры 3 подшипника.Коэффициент динамической податливости опоры подшипника № 3 , измерявшийся с применением кругового вибратора по методике ВТИ, после установки калиброванных пластин уменьшился с 2, 8* 10 -6 см/кг до 1, 47 * 10 -6 см/кг .
  3.   Устранен перекос реакций опор цилиндра турбины лево/право, вызванный дефектом присоединения четырех циркводоводов конденсатора.
  4.   Увеличена нагрузка на передние лапы ЧНД с 2т. до 4т.
  5.   Устранены выявленные дефекты опорно-подвесной системы трубопроводов отборов пара № 2,4.
  6.   Проведена выставка опор конденсатора и его присоединение к ЦНД согласно требованиям монтажной документации.
  7.   Проведена ревизия поперечных шпонок ЦВД на 1 стуле.
      После окончания ремонта т/а проведена динамическая балансировка, при которой был снят балансировочный груз 4ед.РГ 0.425г./90°,установленный ранее для компенсации приращений вибрации от х.х. до номинальной нагрузки. Динамический коэффициент влияния груза по сравнению с значением до ремонта уменьшился в 2 раза (см. табл.).

  · Проведенные после ремонта исследования показали :
  1.   Вибрационное состояние т/а ст. № 9 после вывода из капитального ремонта соответствует требованиям норм ПТЭ на всех замеренных режимах работы ( от холостого хода до Nа= 24 МВт ).
  2.   Приращения вибрации от теплового состояния т/а незначительны.
  3.   Приращения вибрации от крутящего момента незначительны.
  4.   Приращения вибрации от расхода пара в теплофикационный отбор незначительны.
  5.   Приращения вибрации от токового нагрева ( I р.г. = 370 А ) ротора генератора незначительны.
  6.   Тепловые перемещения переднего стула и лап цилиндра турбины от холодного до полностью прогретого состояния т/а происходят без перекосов ( см. рис. № 1 ).
  · Перемещение 1 стула 14.3(лев)/13.8(пр) - до ремонта 11.4(лев)/11.2(пр)
  · Перемещение лап ЦВД на 1 стуле 3.3(лев)/3.0(пр) - до ремонта 2.2(лев)/2.6(пр)
  7.   Тепловые перемещения коллектора теплофикационного отбора, зафиксированные индикаторами, установленными слева и справа от шпоночного узла, происходят по-прежнему несимметрично . Левая по ходу пара сторона коллектора перемещается в сторону регулирования на 5- 6 мм больше правой.
  8.   Отставания опорно-выхлопной части цилиндра турбины от фундаментной плиты на всех режимах работы не выявлено.
      Ниже в таблице представлено сравнение вибрационного состояния т/а до и после проведения ремонта.
          Основные выводы по результатам ремонта т/а:
  · Объём выполненных работ оказался достаточным для обеспечения нормального вибрационного состояния т/а.
  · Основные причины повышенной вибрации - дефекты монтажа трубопроводов и дефекты, допущенные в период ремонта.