第八章 初步认识汽轮机 (第1/2页)

周一早上，肖枫到班里的时候，老李已经在整理工具包了。
　　
　　“走，今天开始学汽轮机。”老李把那个发黄的笔记本塞进包里，“锅炉是心脏，汽轮机就是四肢。心脏把血泵出来，四肢干活。没有四肢，心脏泵再多血也没用。”
　　
　　肖枫跟在老李后面，往汽轮机厂房走。
　　
　　汽轮机厂房在锅炉房的隔壁，隔着一道防火门。进门之后，声音明显变了——锅炉房是低沉的轰鸣，像一头巨兽在喘气；汽轮机厂房是高频的嗡嗡声，像什么东西在高速旋转，震得人牙齿发酸。
　　
　　“习惯这个声音。”老李说，“汽轮机正常运转的时候就是这个声。哪天你进来听不到这个声，或者声变了，那就有问题了。”
　　
　　汽轮机卧在一个巨大的水泥基座上，外面包着银色的保温层，形状像一个放大了几十倍的鱼雷。外壳光滑，只有几个管口和法兰接口伸出来。旁边的控制柜上，一排仪表的指示灯一闪一闪的。
　　
　　肖枫掏出老李给他的笔记本，翻到汽轮机那一页。第一页是汽轮机的剖面图，转子、叶片、轴承、轴封、调速器，每一个部件都标得清清楚楚。
　　
　　“汽轮机，简单说就是蒸汽推动叶片转动，带动设备干活。”老李指着实物，对照笔记本上的图，“咱们厂的汽轮机，是凝汽式汽轮机，功率两万五千千瓦。你看，高压蒸汽从这里进来——这个是主汽门，蒸汽通过喷嘴喷射到叶片上，叶片带动转子旋转。做完功的蒸汽从这里出去——这个是排汽口，进入凝汽器变成水，再送回锅炉。”
　　
　　老李拍了拍汽轮机的外壳。
　　
　　“汽轮机最怕什么？三样东西——振动、位移、超速。”
　　
　　“振动和位移我巡检的时候看过。”肖枫说。
　　
　　“对。但你不一定知道它们为什么重要。”老李走到控制柜前面，指着上面的仪表，“汽轮机的转速是每分钟三千转。你想想，一个几吨重的转子，以三千转的速度旋转，稍微有点不平衡，会产生多大的离心力？”
　　
　　肖枫想象了一下，那个数字让他有点晕。
　　
　　“振动监测用的是涡流探头，”老李打开控制柜的门，里面有几个模块，上面接着细细的电缆，“非接触式的。探头装在轴承座上，对着转子轴，测量轴和探头的间隙。间隙变了，说明转子在振动或者位移。”
　　
　　他从柜子里拿出一个备用的探头，递给肖枫。探头大概十公分长，前面是一个扁平的圆盘，后面带着一根电缆。
　　
　　“这个探头，装在轴承座上，离轴的表面大概一到两毫米。探头里面有个线圈，通高频电流，产生高频电磁场。轴是金属的，在电磁场里会产生涡流。轴离探头越近，涡流越大，探头的输出信号越小。通过测量信号的变化，就知道轴的位置变化了。”
　　
　　“精度多少？”
　　
　　“微米级。一毫米等于一千微米。咱们测的振动值，是几十微米级别的变化。头发丝直径大概七八十微米，你想想这个精度。”
　　
　　肖枫看着手里那个不起眼的探头，觉得它比看起来复杂得多。
　　
　　“振动值多少算正常？”
　　
　　“80微米以下正常。80到120报警。超过120，延时1秒，触发跳机。你之前巡检的时候看过，振动值一般在四五十左右。”
　　
　　“为什么要延时？”
　　
　　“防止误动作。有时候是瞬间的干扰信号，不是真正的振动。延时可以过滤掉这些假信号。但也不能太长，否则真的出故障时来不及保护。”
　　
　　老李又指着旁边的另一个仪表。
　　
　　“这个是轴位移监测仪。转子在高速旋转的时候，会受到蒸汽的推力，正常情况下推力被推力轴承承受着。如果推力轴承磨损了，转子就会前后窜动，可能撞上静止部件，造成严重损坏。轴位移的正常范围是正负0.5毫米以内。”
　　
　　“轴位移也是用涡流探头测的吗？”
　　
　　“对，但安装位置不一样。振动探头对着轴的径向，测上下左右的晃动；位移探头对着轴的端面，测前后方向的移动。安装精度要求更高，间隙差0.1毫米都不行。”
　　
　　老李打开笔记本，翻到轴位移那一页，上面画着安装示意图。
　　
　　“你看，位移探头装在推力轴承的对面，对着推力盘。推力盘的位置变了，探头测到的间隙就变了。安装的时候要用塞尺或者专用的安装工具，把探头调到规定的间隙值。这个活，你现在还干不了，先知道原理就行。”
　　
　　“第三个是超速。”老李指了指汽轮机头部的那个圆盖子，“汽轮机的转速不能超过3300转。如果调速系统失灵，转速继续上升，可能造成转子飞车——叶片甩出来，整个机组报废。所以汽轮机有两套超速保护——电超速和机械超速。”
　　
　　“电超速是转速探头测到3300转，DCS发出指令，关闭主汽门，切断蒸汽。机械超速是纯机械的，转速高了，飞锤或者飞环在离心力作用下动作，直接顶开危急遮断器，泄掉油压，关闭主汽门。机械超速是最后一道防线，不需要任何电源，纯粹靠机械原理动作。每年要做一次超速试验，验证机械超速是否正常。”
　　
　　“超速试验怎么做？”
　　
　　“启动汽轮机，慢慢升速，看它到多少转的时候机械超速动作。标准是3270到3330转之间。太低了影响正常生产，太高了不安全。做这个试验有风险，一般是大修之后才做，平时不轻易做。”
　　
　　老李带着肖枫绕到汽轮机的侧面，指着一排管道和仪表。
　　
　　“这是润滑油系统。汽轮机的轴承需要润滑油来润滑和冷却。润滑油的压力、温度、油位，都是关键参数。”
　　
　　他指着几个仪表，一个一个讲。
　　
　　“润滑油压力，正常是0.2到0.3兆帕。压力低了，轴承可能干磨，烧瓦；压力高了，可能漏油，或者油膜太厚反而影响润滑。咱们巡检的时候发现油压从0.25降到0.23，你还有印象吧？”
　　
　　“有。后来换了油过滤器滤芯就好了。”
　　
　　“对。油压下降，第一个怀疑的就是过滤器堵了。过滤器前后的压差超过0.05，就是堵了。除了过滤器，还有可能是油泵的问题、油位太低、或者油温太高。”
　　
　　“润滑油温，正常是40到45度。温度高了，油的粘度下降，润滑效果变差；温度低了，油太稠，流动性差。油温靠冷却水调节，冷却水阀门是自动控制的，DCS根据油温调节开度。”
　　
　　“油位，在油箱侧面有个玻璃管油位计。油位低了，可能是泄漏，或者油的消耗太大。油位高了，可能是冷却水漏进了油里——这是大问题，水进到润滑油里，润滑效果急剧下降，可能烧瓦。”
　　
　　老李打开笔记本，翻到润滑油系统那一页，上面画着油路图——油箱、油泵、过滤器、冷却器、轴承，一条线串起来，每个节点旁边都标着正常参数和报警值。
　　
　　“汽轮机的仪表，大大小小也有上百块。但最关键的就这几个——转速、振动、位移、润滑油压、润滑油温、油位、轴瓦温度、真空度。你先把这八个吃透，跟锅炉的八个对应起来学。”
　　
　　讲完这些，老李停下来，在汽轮机厂房的水泥台阶上坐下来。他从兜里掏出烟，看了一眼墙上的“禁止吸烟”标志，又把烟塞回去。
　　
　　“肖枫，你知道咱们这台汽轮机，在国内算什么水平吗？”
　　
　　肖枫摇了摇头。
　　
　　“两万五千千瓦，也就是25兆瓦。在咱们化工厂里，算中等偏上的。但在整个中国的汽轮机家族里，只能算个弟弟。”
　　
　　老李从工具包里掏出笔记本，翻到空白页，开始画图。
　　
　　“中国的汽轮机，分两大类——电站汽轮机和工业汽轮机。电站汽轮机是发电厂用的，个头大，功率大。工业汽轮机是工厂里用的，带动压缩机、泵这些设备，个头小一些。”
　　
　　他在纸上画了一条横线，左边写“小”，右边写“大”。
　　
　　“先说小的。最小的工业汽轮机，几百千瓦，跟一台汽车的发动机差不多大。这种小汽轮机，用在一些小型化工厂、制药厂，驱动风机或者泵。咱们厂以前有一套小装置，用的就是一台1500千瓦的汽轮机，还没这台的一半大。”
　　
　　“再往上，就是咱们这种，几千千瓦到几万千瓦。咱们这台25兆瓦，在这个档次里算中等的。有些大型化工厂，一套乙烯装置就要配一台50兆瓦到80兆瓦的汽轮机，比咱们的大两三倍。”
　　
　　“电站汽轮机就更大了。”老李在纸的右边画了一个大圈，“火电厂的汽轮机，最小的是50兆瓦、100兆瓦，现在基本淘汰了。主流的是300兆瓦、600兆瓦、1000兆瓦。1000兆瓦的汽轮机，一台就能供一个中等城市的生活用电。那个转子，光重量就上百吨，叶片长度一米多，每分钟三千转转起来，那个动静，你在旁边站着，心脏都在跟着震。”
　　
　　“1000兆瓦？”肖枫有点不敢相信，“那比咱们的大四十倍？”
　　
　　“四十倍都不止。”老李笑了笑，“咱们这台，在工厂里算是大家伙了，拉到电厂去，人家都不正眼看。但你别看它小，五脏俱全。电站汽轮机有的功能，它都有；电站汽轮机有的保护，它也都有。麻雀虽小，五脏俱全。”
　　
　　“除了功率大小，汽轮机还分几种类型。”老李继续在纸上画。
　　
　　“第一种是凝汽式。就是咱们这种——蒸汽做完功之后，进入凝汽器变成水，再送回锅炉。这种汽轮机效率最高，因为蒸汽在汽轮机里膨胀得最充分。但它需要冷却水，所以必须建在靠近水源的地方。”
　　
　　“第二种是背压式。蒸汽做完功之后，不进入凝汽器，直接排出去，供给其他装置用热。这种汽轮机效率低一些，但它同时供电又供热，综合利用率高。很多工业园区用这种，一边发电一边供蒸汽。”
　　
　　“第三种是抽汽式。介乎两者之间——蒸汽在汽轮机中间抽一部分出来供其他装置用，剩下的继续做功，最后进入凝汽器。这种最灵活，可以根据需要调整供电和供热的比例。咱们厂以前想上这种，后来算了一下成本，还是选了凝汽式。”
　　
　　

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