汽轮机胀差机械制造机械仪表工业_机械制造-机械、仪表工业.pdf

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1、汽轮机胀差资料 一、汽轮机胀差的定义:当汽轮机启动加热或停止运行冷却时以及负荷发生变化 时，汽缸 和转子都会产生热膨胀或冷却收缩。由于转子受热表面积比汽缸大，且转子的质量比相 对应的汽缸小，蒸汽对转子表面的放热系数较大。因此，在相同条件下，转子的温度变 化比汽缸快，转子与汽缸之间存在膨胀差，而这差值是指 转子相对于汽缸而言，故称为 相对膨胀差（即胀差）。习惯上规定转子膨胀大于汽缸膨胀时的胀差值为正胀差，例如当进入汽轮机 的蒸汽 温度明显升高或汽轮机暖机时，转子和汽缸同时受热膨胀，转子由于质量 相对汽缸要 小，受热后膨胀要快，在轴向上膨胀量要大于汽缸的膨胀量，表现为正胀差。汽缸膨胀大于转子膨胀时

2、的胀差值为负胀差。当进入汽轮机的蒸汽温度明显 降低或 汽轮机滑参数停机时，转子和汽缸同时受冷收缩，转子由于质量相对汽缸要小，受冷后 收缩要快，在轴向上收缩量要大于汽缸的收缩量，表现为负胀差。二、差胀保护的意义：汽轮机启动、停机和异常工况下，常因转子加热（或冷却）比汽 缸快，产生膨胀差值（简称差胀）。无论是正差胀还是负差胀，达到某一数值，汽轮机轴 向动静部分就要相碰发生摩擦。为了避免因差胀过大引起动静摩擦，大机组一般都设有差 胀保护，当正差胀或负差胀达到某一数值时，立即破坏真空紧急停机，防止汽轮机损 坏。三、胀差大的危害：当胀差超过规定值时，就会使汽轮机动静间的轴向间隙消失，发生 动静摩擦，引起

3、汽轮机组振动增大，甚至掉叶片、大轴弯曲等严重事故。四、汽轮机在启动、停机及运行过程中，胀差的大小与下列因素有关:1.启动机组时，汽缸与法兰加热装置投用不当，加热汽量过大或过小。2暖机过程中，升速率太快或暖机时间过短。3.正常停机或滑参数停机时，汽温下降太快。4.增负荷速度太快。5甩负荷后，空负荷或低负荷运行时间过长。6.汽轮机发生水冲击。7.正常运行过程中，蒸汽参数变化速度过快。8.轴位移变化。使胀差向正值增大的主要原因如下：1）启动时暖机时间太短，升速太快或升负荷太快。2）汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低，引起汽加热的作用较 弱。3）滑销系统或轴承台板的滑动性能差，易卡涩。4）

4、轴封汽温度过高或轴封供汽量过大，引起轴颈过份伸长。5）机组启动时，进汽压力、温度、流量等参数过高。6）推力轴承磨损，轴向位移增大。7）汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落，在严禁季节里，汽机房室温太低或有穿堂冷 风。8）双层缸的夹层中流入冷汽（或冷水）。9）胀差指示器零点不准或触点磨损，引起数字偏差。10）多转子机组，相邻转子胀差变化带来的互相影响。11）真空变化的影响。12）转速变化的影响。13）各级抽汽量变化的影响，若一级抽汽停用，则影响高差很明显。14）轴承油温太高。15）机组停机惰走过程中由于“泊桑效应”的影响。使胀差向负值增大的主要原因：1）负荷迅速下降或突然甩负荷。2）主汽温骤减或

5、启动时的进汽温度低于金属温度。3）水冲击。4）汽缸夹、法兰加热装置加热过度。5）轴封汽温度太低。6）轴向位移变化。7）轴承油温太低。8）启动进转速突升，由于转子在离心力的作用下轴向尺寸缩小，尤其低差变化明显。9）汽缸夹层中流入高温蒸汽，可能来自汽加热装置，也可能来自进汽套管的漏 汽或者轴封 漏汽。生热膨胀或冷却收缩由于转子受热表面积比汽缸大且转子的质量比相对应的汽缸小蒸汽对转子表面的放热系数较大因此在相同条件下转子的温度变化比汽缸快转子与汽缸之间存在膨胀差而这差值是指转子相对于汽缸而言故称为相对轮机暖机时转子和汽缸同时受热膨胀转子由于质量相对汽缸要小受热后膨胀要快在轴向上膨胀量要大于汽缸的膨胀

6、量表现为正胀差汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值为负胀差当进入汽轮机的蒸汽温度明显降低或汽轮机滑参数停机时负胀差二差胀保护的意义汽轮机启动停机和异常工况下常因转子加热或冷却比汽缸快产生膨胀差值简称差胀无论是正差胀还是负差胀到某一数值汽轮机轴向动静部分就要相碰发生摩擦为了避免因差胀过大引起动静摩擦大机组一般都五、汽轮机启动时怎样控制胀差：1、选择适当的冲转参数。2、制定适当的升温、升压曲线。3、及时投汽缸、法兰加热装置，控制各部分金属温差在规定的范围内。4、控制升速速度及定速暖机时间，带负荷后，根据汽缸温度掌握升负荷速度。5、冲转暖机时及时调整真空。6、轴封供汽使用适当，及时进行调整。7、调整轴承润

7、滑油供油温度。六、相关案例：朝阳发电厂98年1号机大轴弯曲事故（-）、事故经过：朝阳电厂1号机组大修于1998年7月10日全部结束，7月12 日和13日进行高速动平衡试验，振动情况良好，最大的5号轴承为0.028mmo 7月14日，机组进行第三次启动，7时锅炉点火，随后投9只油枪，8时汽轮机 冲 动，DEH系统投入，冲动前参数正常，炉侧过热蒸汽温度363C、333C,机侧 温度 267E、压力1.72MPa高压内缸上壁温度251C,其它正常。8时15分汽 轮机定速 3000rpm 8时47分发电机手动同期并网，此时炉侧过热汽温432.1 C、438.5 C,机侧 403C、394 C,高压内缸

8、上壁温度287 C,高压胀差2.45mm振 动最大的5号轴承为 0.023mm并列后发电机有功和无功功率表均无指标。9时 3分，发现高压油动机全开至155mm将DEH切到液调。9时5分，锅炉投入一台磨煤机，停三只轻油枪，投二级减温水，高压胀差 3.6mm。9时13分，高压胀 差4.0mm立即手摇同步器，将高压油动机行程关到96mm发现中压油动机参与 调整，再热 汽压升到15MPa,又将高压油动机行程开到112mm 9时19分高压胀差到4.38mm用功率 限制器将油动机关到空负荷位置（30mm），此时高压内缸上壁温度351C,机侧过热汽温 414C,炉侧406C。9时24分，高压胀差4.46mm

9、运行副总下令发电机解列，汽机司机打 闸停机，这时高压胀差最大到 5.02mmo 打闸前振动最大的5号轴承为0.024mm打闸后2分17秒时振动最大的1号轴 承为 0.039mm转子惰走24分钟，启动盘车电流为60A,大轴晃度0.08mm偏 心0.138mm 16时50分大轴晃度最终稳定在0.11mm,16时20分测量转子弯曲0.165mm 最大位于调节级后第二级叶轮处，说明高压转子已发生弯曲。生热膨胀或冷却收缩由于转子受热表面积比汽缸大且转子的质量比相对应的汽缸小蒸汽对转子表面的放热系数较大因此在相同条件下转子的温度变化比汽缸快转子与汽缸之间存在膨胀差而这差值是指转子相对于汽缸而言故称为相对轮

10、机暖机时转子和汽缸同时受热膨胀转子由于质量相对汽缸要小受热后膨胀要快在轴向上膨胀量要大于汽缸的膨胀量表现为正胀差汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值为负胀差当进入汽轮机的蒸汽温度明显降低或汽轮机滑参数停机时负胀差二差胀保护的意义汽轮机启动停机和异常工况下常因转子加热或冷却比汽缸快产生膨胀差值简称差胀无论是正差胀还是负差胀到某一数值汽轮机轴向动静部分就要相碰发生摩擦为了避免因差胀过大引起动静摩擦大机组一般都（二）、原因分析及暴露问题：弯曲的直接原因是由于高压转子胀差越限，没有 及时打闸 停机，导致高压前、后汽封和隔板汽封轴向径向碰磨，打闸以后惰走过程中高压胀差最 大达+5.02mmo 高压胀差越限是由

11、以下原因引起的：1、功率表无指示，由于接线错误，并网后有功功率和无功功率表均无指示，没有及 时停机处理，使DEH系统在没有功率反馈的条件下，将高压油动机开到最大，根据发电机 转子电流2000A,推算有功负荷在33-45MV,蒸汽流量在220t/h左右，促使高压胀差的变 化率增大。2、机组参数不匹配，启动至并网主蒸汽温度一直偏高，锅炉投入多支油枪，使主蒸汽温 度难以控制，为高压胀差增长创造了条件。3、违反运行规程，规程规定高压胀差+3.Omm报警，+4.0mm打闸，但该机在高压胀 差到4.46mm时才解列、打闸，机组经过长达24分钟惰走到静止，加重了轴径向磨损，造 成大轴弯曲的恶果。暴露出运行人

12、员在发现重要表计没有指示时，没 有及时汇报值长或通 知相关专业运行人员，造成误判致使机组并列后带 30MV左 右负荷运行了 10多分钟，高压胀差急剧增长。生热膨胀或冷却收缩由于转子受热表面积比汽缸大且转子的质量比相对应的汽缸小蒸汽对转子表面的放热系数较大因此在相同条件下转子的温度变化比汽缸快转子与汽缸之间存在膨胀差而这差值是指转子相对于汽缸而言故称为相对轮机暖机时转子和汽缸同时受热膨胀转子由于质量相对汽缸要小受热后膨胀要快在轴向上膨胀量要大于汽缸的膨胀量表现为正胀差汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值为负胀差当进入汽轮机的蒸汽温度明显降低或汽轮机滑参数停机时负胀差二差胀保护的意义汽轮机启动停机和异常工况下常因转子加热或冷却比汽缸快产生膨胀差值简称差胀无论是正差胀还是负差胀到某一数值汽轮机轴向动静部分就要相碰发生摩擦为了避免因差胀过大引起动静摩擦大机组一般都