防止大轴弯曲分解.ppt

1、防止汽轮机大轴弯曲,总结汽轮机以往所发生的转子弯曲事故，发现大多数的事故在发生、发展过程中都有运行人员违章操作、领导违章指挥的成分，违章操作和操作不当往往是事故的直接原因或者是事故扩大的原因。因此，要求运行人员必须遵守运行规程，一切操作要按规程的规定操作，不要因为某个领导的指挥而违背运行规程。检修人员在大修时，要严格按照规程规定的项目进行，确保检修质量，消除设备隐患。,汽轮机大轴弯曲事故是运行中出现次数较多的一种。 大轴弯曲后振动变大，会迫使机组停运，并且会使一些轴封被磨损，造成通流部分损坏。 轴封及通流部分修复困难大，将大轴重新校直费时较多，从而造成重大损失。,大轴弯曲的种类大轴弯曲可分为两

2、种：热弹性弯曲 为永久性弯曲热弹性弯曲：指转子在一截面上温度不均匀，转子受热时，在转子轴向上热膨胀不均匀造成弯曲的，但温差较小，热应力较低，低于屈服极限，因而不产生永久弯曲变形，待转子内温度均匀后转子又变直，热弯曲自然消失。永久性弯曲：当转子局部区域受到强烈急剧加热（或冷却）时，此区域与其他部分产生很大的温度差，受热部分热膨胀受到约束，受到很大的压应力，当其超过材料的屈服极限，转子受热部分产生压缩性塑性变形；与之相反，在温度较低处则因受拉而轴向长度变长。当转子内部温度均匀后，该部分的塑性变形不会消失，从而使转子产生永久弯曲。,汽轮机弯轴的机理 汽轮机的大轴很粗，所以产生永久弯曲事故绝非由于外力

3、加在轴上所致。根据计算，这需要几十吨的外力才能使轴的中部产生几毫米的变形，应力仍小于屈服极限，不会产生永久变形。 大轴在初加工后粗加工前，均经过“热跑”，即转子在稍高于最高温度长时间转动，以消除由于锻打和粗加工时产生的内应力，故正常转子亦不会由于内应力逐渐消失而产生变形，而且即使原来仍稍有内应力，亦将因长期工作在工作温度下消失，且由此产生变形也应是长期缓慢，不会产生突变。 大轴的弯曲一般均是由于热应力过大造成的。大轴在圆周上局部摩擦受热，此部分材料遇热膨胀、而周围的材料温度较低，热膨胀较小，因而受热部分的热膨胀受到约束，膨胀量比自由膨胀时的膨胀量小，材料受到压力；而对材料较冷的部分受到相反的拉

4、应力，这时转子便产生热变形。在温度较高的一侧轴向长度大，在温度较低一侧轴向长度较短，故轴向弯曲，凸向温度高的一侧。,大轴弯曲的原因,造成大轴弯曲的具体原因从本质上讲可以分为两类： 一类为局部碰摩产生局部过热所引起的； 另一类为汽缸进汽、水使转子骤然受冷所引起的，两者共同之处在于都是由温差和热应力引起弯曲。,1、通流部分局部碰摩引起大轴弯曲 转子在转动时因转速较高，即使汽缸内部汽温局部不均匀，但对转子而言可认为在圆周上是均匀受热，不会引起热弯曲。而引起局部过热常是由于动静部分产生碰摩，由于碰摩产生的热只加在轴的圆周的局部上，从而产生局部过热。一旦发生碰摩后，碰摩处温度会升高，热膨胀加大，使碰摩处

5、变得凸起，进一步使碰摩加剧，形成一恶性循环，终使大轴弯曲变大，振动变大，导致事故停机。 在第一临界转速下，大轴热弯曲方向与转子不平衡力方向大体一致。此时，发生动静摩擦将产生恶性循环，致使大轴产生永久弯曲。而在第一临界转速上，热弯曲方向与转子不平衡力方向趋于相反，有使摩擦脱离趋向。所以，应充分重视低转速时振动、摩擦检查。,在高速转动下摩擦产生的热量是很大的，即使有蒸汽流过，亦不能将热量带走阻止温度升高。有时外轴封处局部碰摩产生的火花冒到机外，在停机以后检查，碰摩处可能会变成蓝色，表明碰摩时产生过高温，淬火后变色并留有碰摩痕迹。在大轴冷却到室温条件下，碰摩处亦即是轴凹入处，这一些都是这种碰摩弯曲的

6、特征。 2、套装件位移 套装转子上套装件偏斜、卡涩和产生相对位移；汽轮机断叶、强烈振动、转子产生过大弯矩等原因使套装件和大轴产生位移，都将造成汽轮机大轴弯曲。,3、转子材料内应力过大 汽轮机转子原材料不合格，存在过大内应力，在高温状态运行一段时间后，内应力逐渐释放，造成大轴弯曲。 4、运行管理不当 总结转子弯曲事故，大多数在发生、发展过程中都有领导违章指挥，运行人员违章操作，往往这是事故直接原因和事故扩大的原因。如不具备启动条件强行启动；忽视振动、异音危害；各类原因造成汽缸进水；紧急停机拖延等违章违规，造成大轴弯曲。,弯轴框图,加热 轴封,设备本身,振动,暂时 弯曲,永久 弯曲,弯轴 揭缸,转

7、子 内应力大,套装件 位移,汽缸、法兰 温差,冷汽 冷水,弯曲消除,停机、盘车,违章指挥 盲目启动,除氧器 加热器 凝汽器 旁路系统 疏水水位 主再汽温,防止大轴弯曲的措施,1做好汽轮机组基础技术工作1.1转子安装原始弯曲的最大晃动值(双振幅)，最大弯曲点的轴向位置及在圆周方向的位置、机组应备有安装和大修资料； 1.2大轴弯曲表测点安装位置的原始晃动值(双振幅)，最高点在圆周方向的位置；1.3机组正常启动过程中的波德图和实测轴系临界转速； 1.4正常情况下盘车电流和电流摆动值，以及相应的油温和顶轴油压；1.5正常停机过程的惰走曲线，以及相应的真空和顶轴油泵的开启时间。紧急破坏真空停机过程的惰走

8、曲线。1.6停机后，机组正常状态下的汽缸主要金属温度下降曲线。1.7通流部分的轴向间隙和径向间隙。1.8应具有机组在各种状态下的典型起动曲线和停机曲线，并应全部纳入运行规程。1.9记录机组起停全过程中的主要参数和状态。停机后定时记录汽缸金属温度、大轴弯曲、盘车电流、汽缸膨胀、胀差等重要参数，直到机组下次热态起动或汽缸金属温度低于150为止。2.0系统进行改造、运行规程中尚未作具体规定的重要运行操作或试验，必须预先制定安全技术措施，经上级主管领导或总工程师批准后再执行。,防止大轴弯曲的措施,3、运行方面技术措施3.1汽轮机起动前必须符合以下条件，否则禁止启动：3.1.1 大轴晃动、串轴、胀差、低

9、油压和振动保护等表计显示正确，并正常投入；3.1.2大轴晃动值不应超过制造厂的规定值或原始值的0.02mm；3.1.3 高压外缸上、下缸温差不超过50，高压内缸上、下缸温差不超过35；3.1.4 主蒸汽温度必须高于汽缸最高金属温度50，但不超过额定蒸汽温度。蒸汽过热度不低于50； 3.2 机组启、停过程操作措施。 3.2.1 机组启动前连续盘车时间应执行制造厂的有关规定，至少不得少于2-4h，热态起动不少于4h。若盘车中断应重新计时。 3.2.2 机组启动过程中因振动异常停机必须回到盘车状态，应全面检查、认真分析、查明原因。当机组已符合启动条件时，连续盘车不少于4h才能再次启动，严禁盲目启动。

10、 3.2.3 停机后立即投入盘车。当盘车电流较正常值大、摆动或有异音时，应查明原因及时处理。当汽封摩擦严重时，将转子高点置于最高位置，关闭与汽缸相连通的所有疏水（闷缸），保持上下缸温差，监视转子弯曲度，当确认转子弯曲度正常后，进行试投盘车，盘车投入后应连续盘车。当盘车盘不动时，严禁用吊车强行盘车。,防止大轴弯曲的措施,3.2.4 停机后因盘车故障或其他原因需要暂时停止盘车时，应采取闷缸措施，监视上下缸温差、转子弯曲度的变化，待盘车正常后或暂停盘车的因素消除后及时投入连续盘车。 3.2.5 机组热态起动前应检查停机记录，并与正常停机曲线进行比较，若有异常应认真分析，查明原因，采取措施及时处理。

11、3.2.6 机组热态起动投轴封供汽时，应确认盘车装置运行正常，先向轴封供汽，后抽真空。停机后，凝汽器真空到零，方可停止轴封供汽。应根据缸温选择供汽汽源，以使供汽温度与金属温度相匹配。 3.2.7 疏水系统投入时，严格控制疏水系统各容器水位，注意保持凝汽器水位低于疏水联箱标高。供汽管道应充分暖管、疏水，严防水或冷汽进入汽轮机。 3.2.8 停机后应认真监视凝汽器、高、低压加热器水位和除氧器水位和主蒸汽及再热冷段管道集水罐处温度，防止汽轮机进水。 3.2.9 启动或低负荷运行时，不得投入再热蒸汽减温器喷水。在锅炉熄火或机组甩负荷时，应及时切断减温水。 3.2.10 汽轮机在热状态下，（若主、再蒸汽

12、系统截止门不严密，则）锅炉不得进行打水压试验。,防止大轴弯曲的措施,3.3 发生下列情况之一，应立即打闸停机。 3.3.1 机组起动过程中，在中速暖机之前，轴承振动超过0.03mm。 3.3.2 机组启动过程中，通过临界转速时，轴承振动超过0.10mm或相对轴振动超过0.260mm，应立即打闸停机，严禁强行通过监界转速或降速暖机。 3.3.3 机组运行中要求轴承振动不超过0.03mm或相对轴振动不超过0.080mm，超过时应设法消除，当相对轴振动大于0.2mm应立即打闸停机；当轴承振动（变化0.015mm）或相对轴振动（突然增加0.05mm）变化量超过报警值的25%，应查明原因设法消除，当轴承

13、振动或相对轴振动变化量超过报警值的100%（当轴承振动突然增加0.05mm），应立即打闸停机。 3.3.4 高压外缸上、下缸温差超过50，高压内缸上、下缸温差超过35。 3.3.5 机组正常运行时，主蒸汽温度在10min内突然下降50。 3.4 应采用良好的保温材料和施工工艺，保证机组正常停机后的上下缸温差不超过35，最大不超过50。 3.5 疏水系统应保证疏水畅通。疏水联箱的标高应高于凝汽器热水井最高点标高。高、低压疏水联箱应分开，疏水管应按压力顺序接入联箱，并向低压侧倾斜45。疏水联箱或扩容器应保证在各疏水门全开的情况下，其内部压力仍低于各疏水管内的最低压力。冷段再热蒸汽管的最低点应设有疏水点。防腐蚀汽管直径应不小于76mm。,3.6减温水管路阀门应能关闭严密，自动装置可靠，并应设有截止门。 3.7门杆漏汽至除氧器管路，应设置逆止门和截止门。 3.8高、低压加热器应装设紧急疏水阀，可远方操作和根据疏水水位自动开启。 3.9高、低压轴封应分别供汽。特别注意