发电机组基础下沉的分析和处理

电力18讯：    〔摘  要〕 针对盐城发电厂8号机投产以来一直存在的基础下沉、机头前倾问题，分析了轴颈扬度和基础沉降历年来的变化规律和趋势、机头下沉原因以及对机组安全性和经济性的影响，介绍了针对机头沉降问题采取的检修措施以及机组起动时的注意事项，提出了可供选择的改造处理方案。
   〔关键词〕 发电机组 ；基础； 检修； 启动

    盐城发电厂8号机组(125 MW)有7只滑动式支持轴承和1只独立式密切尔推力轴承，分别布置在6只落地式轴承座内。其中，汽机部分有3只支持轴承和1只推力轴承，汽轮机高中压转子与低压转子采用刚性联接，形成单轴三支点支承，轴向定位由推力轴承承担。发电机与励磁机部分有4只支持轴承，发电机转子与汽轮机、励磁机的转子均采用挠性联接。6只轴承座全部坐落于主厂房9 m层运转平台上，整台机组为横向布置，机头靠近炉侧。

    8号机组自1988年投产以后，经历5次大修监测，发现汽轮发电机组基础持续不均匀下沉，3，4号轴颈从安装时的扬度为0逐渐后侧扬起，机头的下沉量最大，向后各道轴承处下沉量逐级变小。尤其是在9号机组投产后，8号机组机头下沉幅度在快速增大。到2003年10月底， 1号轴颈由安装时的前扬735 /m已发展到后扬940 /m。机头不断下沉导致主设备存在严重的安全隐患，如推力轴承非工作面瓦块温度明显上升(平均温度比刚投产时升高了20℃)；通流部分的动静间隙、各级隔板的组合间隙、低压缸前后轴封均已到了调整极限；与汽轮机连接的管道应力明显加大，特别是推力瓦温异常升高，随时都有被迫停机的可能。



1  汽轮发电机组转子各轴颈扬度的变化情况



1.1  制造厂要求的安装值

    对于N125-135/535/535型汽轮机转子各轴颈扬度的安装值，上海汽轮机厂在125 MW中间再热冷凝式汽轮机产品说明书中，有关汽轮机组安装部分有明确规定，汽轮机转子后3号轴颈扬度应为0。制造厂要求的汽轮机转子各轴颈扬度如图1所示。

1.2  机组投产时的安装值

    8号机组安装投产时，汽轮机转子各轴颈扬度如图2所示。

    (1) 扬度单位：1°=100 /m。

    (2) 上海汽轮机厂提供的参考值：X1=0.14mm；X2=0.221mm；X3=2.796mm。

    (3) 刚性联轴器下张口为0.10mm(标准为0.10～0.15mm)。

    扬度单位：1°=100 /m。

1.3  历次大修时所测各轴颈的扬度变化

    1989年10月，机组投产后的第1次大修时，经测量各转子轴颈扬度发现，整台机组1～7号轴颈已全部后扬，历年来后扬程度在逐年上升。历次大修时汽轮机1～3号轴颈扬度变化规律曲线见图3。

    通过图3可知：机组从投产到第1次大修时曲线较陡，基础下沉速率最大。在第1次大修后曲线形成第1个拐点，逐渐趋向平缓，基础下沉速率逐渐变慢。到第5次大修前(9号机投产后)形成第2个拐点，基础下沉速率再次变大。在第5次大修中经人工微调纠正，转子扬度情况略有好转。

    每次大修中各轴颈扬度虽经人工微量调整，修后状况略有好转，但机头仍以较快的速度前倾下沉。到2003年10月的第5次大修前，1号轴颈由安装时的前扬735 /m变成了后扬940 /m，变化幅度达1 675 /m。

1.4  汽轮机转子轴颈扬度目前状况

    根据制造厂要求，汽轮机前轴承轴中心线相对于后轴承应高出X3=2.796 mm(参考值)，在安装时前轴承相对后轴承实际高出了X3′=3.125 mm。到2003年底的第5次大修后，汽轮机前轴承轴中心线相对于后轴承低了X3″=13 mm。与安装时相比，前轴承基础比后轴承多沉降了16.125 mm。2004年6月，用钟光DS-3型经纬仪观测1～7号轴承座中分面标高发现，1号轴承箱中分面比3号轴承低16.5 mm，1号轴承座中分面比7号轴承低40.5 mm。汽轮机转子轴颈扬度目前状况如图4所示。



2  主厂房沉降观测情况



    表1为1987―1996年汽机主厂房基础沉降记

录，表中A排为汽机房北墙，B排为机、炉隔墙，A―1为A排由东向西1号桩柱，B―1为B排由东向西1号桩柱，明显地反映了主厂房基础有不均匀沉降现象。



3  原因分析



    造成汽轮发电机组基础下沉、机头前倾的因素很多，针对盐城发电厂8号机组基础下沉情况，综合分析主要有以下几种原因。

3.1  地质地貌的影响

    盐城市地处长江中下游的苏北平原里下河地区，其地貌单元为冲积平原，由黄