汽机胀差的控制

1、运行分场运行分场2013.01.01汽机的胀差是一项重要的运行参数,也是汽机的主保护之一，如果胀差值超限则热工保护动作使汽机动作跳机，避免动静部分发生碰撞，损坏设备 。 。 在启、停机过程中如果胀差控制不好，将延误启停机的时间；胀差过大时可能影响到机组安全，发生动静磨擦事故，轻则间隙磨损后增大降低机组经济性，重则引起振动而扩大事故。机组启停及正常运行中如果胀差过大，不能有效控制时将被迫降负荷甚至被迫停机。因此了解胀差的相关知识和掌握控制胀差的方法，使我们可以有效地保障机组 的 安 全 经 济 运 行 。 。一、胀差的定义1.1.胀差胀差-转子与汽缸沿轴向膨胀之差值，称为转子与转子与汽缸沿轴向膨

2、胀之差值，称为转子与汽缸的相对膨胀胀差，简称胀差汽缸的相对膨胀胀差，简称胀差 。 胀差的大小反应了汽轮机动静部分之间的间隙的大小 。 当转子轴向膨胀值大于汽缸的轴向膨胀值时，胀差为正，表明动叶出口与下一级喷嘴入口间隙减小；当转子轴向膨胀值大于汽缸的轴向膨胀值时，胀差为负，表明喷嘴出口与本级动叶入口间隙减小。根据汽缸分类又可分为高胀、中胀、低胀。2.2.胀差的产生：胀差的产生：汽轮机启动或停机时，汽缸与转子均会受热膨胀，受冷收缩。由于汽缸与转子质量上的差异，受热条件不相同，转子的膨胀及收缩较汽缸快，转子与汽缸沿轴向膨胀出现一个差值，既胀差。胀差为正值时，说明转子的轴向膨胀量大于汽缸的膨胀量，胀差

3、为负值时，说明转子轴向膨胀量小于汽缸膨胀值。 汽缸与转子的膨胀情况： 汽缸相对基础的“死点”有两个，分别在第一、第二排汽缸的后基架上，以横向键定位。高、中压缸以第一个排汽缸上定位点为死点，向机头方向膨胀。低压缸以第二个排汽缸上的定位点为死点向发电机方向膨胀。转子相对汽缸的死点安置在二号轴承箱内，以推力盘定位，因推力盘夹在工作瓦块与定位瓦块之间，使转子的窜动量极小。高压转子向机头方向膨胀，中低压转子向发电机方向膨胀。汽机滑销系统图（3538为横销）二、胀差的定“0”位使胀差向正值增大的主要因素简述如下：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

4、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、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。

5、三、胀差向正值增大的主要因素 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，可能来自汽缸加热装置，也可能来自进汽套管的漏汽或者轴封漏汽。四、胀差向负值增大的主要因素 五、胀差的控制五、胀差的控制 启动时，一般应用加热装置来控制汽缸的膨胀量，而转子主要依靠汽轮机的进汽温度和流量以及轴封汽的汽温和流量来控制转子的膨胀量。启动时胀差一般向正

6、方向发展。 汽轮机在停用或甩负荷时，随着负荷、转速的降低，转子冷却比汽缸快，所以胀差一般向负方向发展，特别是滑参数停机时尤其严重，必须采用汽加热装置向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽，以免胀差保护动作。汽轮机转子惰走期间，负胀差可能会更加发展，为此应当维持一定温度的轴封蒸汽，以免造成恶果。 1、机组冷态启动过程中汽机差胀的控制 ： 1）冷态开机，轴封来汽温度和压力应该低一些，真空应该提升的快一点，在确保安全的前提下尽早达到冲转的条件 ；(轴封供汽时间越长，轴封段主轴被加热越充分，胀差正值增加得就越多，因此缩短轴封供汽时间，对减少胀差的正值增大有一定的作用）。 2）参数匹配，冲转参数不要太高，否则造成

7、进气流量太小，造成上下缸温差增大，转子膨胀过快于汽缸。在冲转时，蒸汽的压力和温度都应适当低一些，但是温度要保持一定的过热度，冲转速率要低。在冲转过程当中要密切注意缸温的变化，此时如果胀差正值过高应稳定转速，或者降低真空，让蒸汽在汽缸中的滞留时间长一些，充分暖机； 3）中速暖机要充分，等汽缸充分胀出（高压缸膨胀指示在4mm以上，中压缸膨胀至1.5mm以上 ），再升速并网。有时在暖机升速过程中，如果汽缸本体疏水调节不当也会影响到胀差，所以，开机时应当注意控制汽缸本体疏水； 4）并网后，随着调节汽阀的开大，调节级的温度上升比较快，调节汽门的开启速度对胀差的影响比较大，因此，在并网后要缓慢开启调节汽门

8、，并注意调节级的温度变化（11.5C /分）。也就是说，为了防止胀差变化过快，并网后应当在低负荷状态下暖机一段时间，具体的低负荷暖机时间由汽缸上、下壁温度，调节级温度和胀差的变化趋势来定。此阶段高胀随着高压内外缸的温差增大而增大，因此控制好高压内外缸温差就能比较直观地控制了高胀的增大。 5）加负荷阶段高胀增加的快慢取决于主蒸汽温升速，因此控制主汽温的升速率是此阶段的关键；假如主汽温升速度过快（达到23C/分），高胀就很难控制，只能采取临时降温的办法，作为应急的手段加以控制。 6）设法提高高压外缸金属温度，也是控制高胀的有效途径；冲转后全开夹层分门投入夹层加热，增大加热量。 7） 调整夹层和法螺

9、进汽量； 8）注意检查就地膨胀情况及滑销系统 。 总的来说，影响机组胀差的因素主要有以下几点：暖机时间的长短，凝汽器真空的变化，轴封供汽温度的高低和供汽时间的长短，主蒸汽的温升、温降率，负荷变化的影响等。而冷态启动机组简单的说就是要做到：“调真空，稳供汽，缓升速，慢暖机。低负荷，不要急，缸温上，再去提”。 在带负荷阶段，中、低压胀差受再热汽温及排汽温度影响较大，但主要是受排汽温度影响，因此调整中、低胀差的手段是改变真空和低缸喷水进行调整。 。2、热态启动胀差的控制1）投用高温轴封汽；2）选择匹配的冲转蒸汽温度；3）定速后要尽快并网，并快速升负荷至缸温所对应的负荷；否则高、中缸胀差将会向负值增长

10、过大（尤其是汽缸温度较高时）。 总之，热态启动时，为了防止胀差负值过大，只要检查操作跟得上，要尽快升带、并网、带负荷，并使之达到与缸温相对应的负荷水平。3、滑参数停机胀差的控制1）控制温降速度不要过快；2）夹层、法螺投入要早些；3）将真空保持较高，对中压缸胀差负值过大有好处；打闸前再将真空适当降低。4）还可通过投入高温轴封汽的办法来控制胀差向负值增长。4、打闸停机前胀差的控制 打闸后在转子惰走阶段，由于泊桑效应各胀差都有不同程度的突增，从3000转每分打闸时，高胀约增加0.40.8mm,中胀约增加0.30.5mm，低胀约增加1.52.0mm。当真空较高时，中胀可增加0.81.0mm，低胀可增加

11、2.52.8mm。如此一来，如果碰到紧急停机时，停机前的低胀比较大又来不及调整，往往使低胀超过极限，很可能造成动静部分磨损。正常停机时，打闸前要注意胀差的大小，务必把胀差的突增值考虑进去，以防止打闸后动静部分轴向间隙的消失。 另方面，打闸后通流部分蒸汽量被截断，转子在惰走过程中动叶与残存汽缸内的汽体摩擦，产生的摩擦鼓风热量没有冷却蒸汽带走，该热量就直接加热转子，使转子伸长，胀差增大。 控制措施主要有： 1）打闸前要设法降低低胀值。可通过关闭低缸喷水或降低真空（停真空泵或开真空破坏门），使排汽温维持在允许的较高数值运行。 2）当打闸前低胀正值大于3mm，而中胀负值又较大，如果提高排汽温度，则可能

12、使中胀负值超限。这时可采用延长惰走时间（用真空破坏门控制惰走时间），使转速降至中速以下再打开真空破坏门，以减小低胀的突增。需要注意的是过临界的振动情况。名词解释泊桑效应又称回转效应，转子在旋转时受离心力的影响，发生了径向和轴向变形的结果。因为离心力和转速的平方成正比，转速升高时，叶片和片轮产生巨大的离心力并作用在大轴上，使轴产生径向拉力。直径变粗，长度减小（表现为胀差减小）。当转速降低时，随着离心力的减小，轴的径长比又回到原来数值，相对比较轴的直径变细，长度增加了，打闸后转速从3000转每分在几分钟内就降到1000转每分以下时，离心力与转速（1000/3000）成正比的减小，使转子很快伸长，（即表现胀差突增）。因为低压转子直径较大，所以突增的幅度也就大些。5、正常运行中发现胀差有突变情况w1）核对热工表值是否准