(最新報告)2011年6月停機檢查時發(fā)現輔助聯軸器已部分損壞,該機組從投入運行至發(fā)現輔助聯軸器故障時已累計運行6 500 h,點火啟動次數為570次。本文敘述了該燃機輔助聯軸器在運行中發(fā)生故障的現象及其診斷過程,分析了其故障發(fā)生的原因,并提出了解決問題的關鍵技術措施。1故障的初步檢查判斷
2011年3月份該燃氣輪機1號軸承振動水平為3 mm/s(在此之前1號軸承振動基本上也在3 mm/s左右),4月份1號軸承振動逐漸增大到4 mm/s,而到了5月份,1號軸承振動逐漸增大到了6 mm/s,且在過臨界時,有時振動達到10 mm/s,其振動有逐漸發(fā)展增大的趨勢。
鑒于1號軸承振動逐漸增大的情況,通過用HY103振動測量儀對其進行了測量比較,發(fā)現測量值與實際振動值基本相符,可以排除振動探頭本身不準的因素。同時,檢查發(fā)現1號軸承的潤滑油回油溫度為75℃左右,屬正常狀態(tài),從而也可以判斷1號軸承本身沒有什么問題。通過進一步的觀測分析,發(fā)現輔助聯軸器燃機側測速齒輪處表面溫度約為93℃,比另一臺燃機相同部位處的溫度大了約30℃左右,而且該燃機輔助聯軸器處罩殼的油污較多。綜合以上情況分析后認為輔助聯軸器齒輪腔內漏油的可能性較大,決定對輔助聯軸器進行解體檢查。2輔助聯軸器解體分析
輔助聯軸器主要由浮動的空心軸、端蓋、帶有法蘭的內齒套、帶測速齒輪的外齒套、油杯等組成。在兩端法蘭的凹槽內和內齒套與外齒套之間都裝有“O”型橡膠圈,外齒套和空心軸之間用花鍵連接。機組啟動時,由啟動馬達拖動的輔助聯軸器帶動燃機加速,在機組正常運行時由燃機帶動輔助聯軸器拖動燃機的輔助設備運行。
在輔助聯軸器解體后,發(fā)現聯軸器燃機側油腔中已經沒有了齒輪油,而是大量金屬碎屑;內齒套(帶測速齒輪部件)上的“O”型圈(件5)有被扭曲擠壓痕跡;而內外齒套中的嚙合齒均已磨損,最嚴重的齒厚磨損達1.5 mm左右,磨損齒面為燃機正常運行時由燃機帶動輔助齒輪箱的工作面;聯軸器內套油杯的6只螺絲已經全部受剪切斷裂(件6),斷口處多數為為螺紋與光桿交接處,油杯也已脫落;油杯處的“O”型圈(件1)有磨蝕現象;將已損壞的外齒套取下后,發(fā)現軸上的花鍵磨損嚴重,里面有大量的紅色金屬屑,且花鍵的磨損情況不均勻;聯軸器燃機側外表面有生銹現象,內齒套與燃機主軸的聯接螺栓有發(fā)青發(fā)亮現象,表明曾產生高溫;聯軸器內齒套與燃機主軸上的“O”型圈(件2)沒有損壞。
經過對損壞的零部件進行分析,得出故障原因有以下2個方面。
首先,在安裝過程中,內齒套(帶測速齒輪部件)上的“O”型圈(件5)裝配情況欠佳,局部地方一直處于扭曲變形狀態(tài),導致密封不嚴密,從而使得腔室中的齒輪油在運行中滲漏,而在高速的運行中由于離心作用,加速了滑油的滲漏。由于腔室中滑油量的大幅減少,在內外齒高速的嚙合運行中,使得腔室中的溫度大大升高,油的損失也進一步加快,內外齒在嚙合中的磨損程度也進一步增加,這3個因素形成惡性循環(huán),相互促進,最后導致內外齒嚙合面嚴重磨損。由于齒的磨損并不均勻,外齒套的中心發(fā)生偏移,失去了原來的平衡,使得浮動空心軸發(fā)生振動,振動直接影響到了燃機的1號軸承。同時,振動也影響了油杯上的6只小螺釘(件1),螺釘在高溫與高轉速下因疲勞而被損壞。油杯脫落后,油杯上的“O”型圈(件1)也就很快被損壞。
其次,主燃油泵對輔助聯軸器的損壞也有一定的影響。由于該機組的主燃油泵的地腳螺栓未能很好固定(事后發(fā)現),主燃油泵的主、副螺桿之間有嚙合不良的現象,造成了輔助聯軸器所帶的負荷較正常情況要大,加快了輔助聯軸器的損壞。及時被發(fā)現和處理,而導致機組在運行中因該故障發(fā)生跳閘,將會使機組在發(fā)生緊急停機后失去盤車,停機時的高溫將導致機組相當嚴重的損壞后果。
在輔助聯軸器的安裝過程中,應特別注意安裝的質量,尤其是幾個“O”型圈的安裝質量,建議在安裝“O”型圈時,在“O”型圈上涂上透平油,以防止在安裝過程中“O”型圈扭曲、變形,特別是件2“O”型密封圈,在安裝中由于受安裝緊力的影響易發(fā)生扭曲變形。
另外,在選用密封圈時,應考慮選擇抗永久性變形好的密封圈,以延長密封圈永久性塑性變形的時間,同時,在更換過密封圈后的一個月內,建議對輔助聯軸器進行一次放油檢查,以確保密封圈的安裝質量。
在這里需要特別注意的是,GE公司對輔助聯軸器的安裝后的檢查時間要求有多個版本,電廠應根據其燃機的實際安裝和運行情況,調整對輔助聯軸器的檢查時間,并及時定期檢查維護,以提高燃機運行的可靠性。