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1、A Cadem l C 学术 试论汽轮机胀差过大的危害及预防 公司 售后服务处 一 邵奎柱 摘 要 汽轮机给人们的生活和生产提供了很大的便利 但是一旦汽轮机出现问题 就会严重影响人们的生活 本文系统地分析了汽轮机组停止工 作的原因 对运行的转子和汽缸膨胀所产生的胀差进行分析 探讨胀差过大产生的影响 并且提出了一些预防措施 提出在实际操作中应注意 的 些事项 对汽轮机的生产运行具有较大的意义 前言 在汽轮机正常运行过程中 转子与汽缸保 持大致相 同的轴向膨胀速度是很重要的 膨胀 值反映 的是转子和汽缸膨胀或在轴 向位置相对 变化 的值 是一个非常重要的参数 胀差太大 或太小都会使机组轴 向间隙消
2、失 导致动态和 静态摩擦 这样对设备 的损坏是十分严重的 工作人员进行操作时应严格监视胀差的变化 为了能够更好的指导生产操作 需要对胀差过 大产生的原因进行有效分析 探讨其变化规律 形成一套科学有效的预防控制措施 这对操作 人员是大有帮助 的 1 汽轮机胀差过大的影响因素 1 1 负载变化率太大 当负荷发生变化时 各级涡轮机的蒸汽流 量也会死随之发生变化 特别 是在低负荷的范 围内 蒸汽温度变化越大 负荷 的增长速度就 会越大 蒸汽温度上升得就更快 当与金属表 面之间的温度差较大时 汽缸 的温度上升就会 推动转子加快速度 负荷增加 的速度加快 胀 差就会增大 相反情况就会出现 负胀差 如果 是
3、单位的负荷运行稳定的时候 胀差将随时 间 的变化而变化 最后稳定在一个定值 1 2 蒸汽温度上升速度的影响 机组正常启动时 蒸汽温度的变化是正常 的 它将影响所有等级的蒸汽温度 主蒸汽温 度上升越快的话 汽缸和转子之 间的胀差就会 越大 而且有时候会出现负胀差 这样会严重 影响汽轮机的运行 1 3 轴封供汽温度的影响 密封体嵌入在汽轮机汽缸 的两端 在汽缸 的轴向长度几乎没有影响 但是当转子轴封段 的发展影响了转子的膨胀时 就会造成膨胀差 由于轴 密封部分 的转子长度比较短 所 以对膨 胀产生比较小 的影响 但密封胀差比较大 的地 方就会产 生胀差过大的影响 如果蒸汽温度太 高就会密封 轴向间
4、隙就会消失 随之 出现静 态和动态摩擦 如果蒸汽温度低于密封 的金属 温度 形势就会发生逆转 局部膨胀密封性就 会 比较差 为了避免密封出现正胀差和负胀差 蒸汽温度应略高于密封 的金属温度 热启动时 就应该抽掉里面的空气 以免造成轴封泄漏和 局部负膨胀差异较大 影响汽轮机正常工作 2 胀差过大对汽轮机运行的影响 汽轮机胀差的大小 直接表 明汽轮机的轴 向间隙内部静态部分的一些基本变化 当汽轮 机的胀差为零 转子和汽缸的膨胀值就会相等 最终 的轴 向间隙就会保持正常 如果胀差是一 个正值的话 表明转子的汽缸膨胀 差值大 转 子推力轴承 的一个固定点 相对于汽缸向后伸 出口轴 向间隙就会随之增加
5、轴 向间隙就会降 低膨胀差 如果胀差是一个负值 的话 那么表 明转子缸快速收缩 比 喷嘴出口轴 向间隙就会 降低 轴向间隙就会增大 显然 任何轴向间 隙消失 都会使汽轮机 出现动摩擦或者静摩擦 这样容易损坏设备 造成一些生产事故 为了 减少损失 提 高汽轮机的相对内效率 应该提 高喷嘴出 口 通常这种动态轴 向间隙比叶片出 口喷嘴的人 口轴向间隙要小 所 以胀差是负值 的情况下风险比较大 所 以一般规 定 汽轮机 胀差 的值不应该过大 避免产生一些不必要的 损失 3 控制胀差过大的有效措施 3 1 控制蒸汽温度的升降 严格控制升 降的负荷速度 确保汽缸和转 子的温度在 工作允许 的范围 内 这
6、是开始或者 停止时控制胀 差过大 的一种有效方法 产生胀 差的根本原因是汽缸和蒸汽 的温度差造成温度 上升速度过快 转子的温度 差比较大 就会引 起膨胀差值过大 因此 在启动和停机 的过程中 应该严格按照制造商 的要求 严格控制蒸汽温 度的速度 达到有效控制胀差 的目的 提高汽 轮机的生产效率 3 2 加热缸及螺栓装置的合理使用 在 启动过程 中 当高 中压缸胀差达到一 定值时再投入到加热装置中 注意调整加热蒸 汽的温度 蒸汽的量 需要满足供暖的要求 为了有效地加热法兰 还要有效避免法兰过度 加热 应控制加热蒸汽温度 高于外壁温度 如 果负胀 差太大 的话 也可用于低温蒸汽源输入 法兰的冷却加
7、热装置 把蒸汽温度严格控制在 低于 8 0 C的金属温度 在启动和停止汽轮机汽 缸的法兰螺栓加热装置的使用过程中 可 以有 效提高或降低汽缸法兰螺栓 的温度 有效 降低 内外温差 加快汽缸的膨胀或收缩 控制胀差 产 生的不利影响 如果液压缸法兰螺栓加热装 置 的使用不当 就会造成蒸汽供应短缺 加热 时间就会 比较短 可能会造成一定程度 的汽轮 机轴 向间隙中降到不允许的程度 所 以操作人 员需要合理使用加热缸和螺栓装置 3 3 密封蒸汽来有效控制胀差 由于密封 蒸汽与汽轮机轴有直接的接触 所以其温度能够影响伸缩轴 从而影 响汽轮机 的胀差 在稳定 的状态 如果胀差发生变化 一 般是 由蒸汽温度
8、的变化引起的 需要操作人 员及时调整 密封蒸汽温度差的影响 主要取 决于蒸汽和蒸汽温度 蒸汽供应时间越长越影 响胀差 冷却启动可以有效防止胀差过大 应 选用低温度的蒸汽源来供汽 并尽可能地在转 向上缩短密封蒸汽的接触时间 必须注意的是 轴封蒸汽进料过早的话 会使转子轴封段的加 热时间过长 使膨胀差增大 如果轴封蒸汽进 料太晚就会导致凝汽器真空度达不到运行条件 所 以在启动的时候应选择适当的时间 防止出 现胀差过大 一般用高压密封蒸汽来供应蒸汽 但要严格控制蒸汽的温度 3 4 加强工作人员的培训工作 提高工作人员的素质和工作能力是十分有 必要的 如果有一个优秀 的运营团队 拥有控 制高温高压汽轮
9、机胀差的能力 每个起始和停 止条件都能够严格有效地进行控制 那么这个 单位将不会出现胀差失控的现象 因此 为了 保证机组能够安全高效运 行 提高操作人员的 素质这项工作 也是企业的重点所在 4 结 论 汽轮机的胀差是汽轮机的一个重要的监测 与保护系统 所以对胀差控制要进行科学分析 有效避免胀差过大的现 象发生 提高机组的安 全性能 保持机组的正常运行 参考文献 1 马超 浅议汽轮机胀差形成 的原因 危害及控制措施 J 时代经贸 2 0 1 3 1 4 2 周辉 汽轮机胀差产生的原因分析与 控制 J 应用能源技术 2 0 1 1 7 3 韩德家 汽轮机胀差异常的故障分析 及处理 J 内蒙古石油化工 2 0 1 3 2 1 中国机械 M a c h in e C h in a 2O9
