《汽輪機(jī)裝置與運(yùn)行》第八章

1、1第八章第八章 汽輪機(jī)運(yùn)行汽輪機(jī)運(yùn)行第一節(jié)第一節(jié) 單元制機(jī)組的運(yùn)行單元制機(jī)組的運(yùn)行 現(xiàn)代大型火電廠都是由過(guò)濾、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等主輔機(jī)組成的龐大、現(xiàn)代大型火電廠都是由過(guò)濾、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等主輔機(jī)組成的龐大、復(fù)雜的獨(dú)立的單元制機(jī)組。隨著用電結(jié)構(gòu)的變化，機(jī)組的功率必須適應(yīng)負(fù)荷變復(fù)雜的獨(dú)立的單元制機(jī)組。隨著用電結(jié)構(gòu)的變化，機(jī)組的功率必須適應(yīng)負(fù)荷變化的要求，參加電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰運(yùn)行。化的要求，參加電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰運(yùn)行。一、單元制機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn)一、單元制機(jī)組運(yùn)行特點(diǎn)（一）單元制機(jī)組的負(fù)荷適應(yīng)性（一）單元制機(jī)組的負(fù)荷適應(yīng)性 鍋爐與汽輪機(jī)的時(shí)間常數(shù)相差很大，鍋爐與汽輪機(jī)的時(shí)間常數(shù)相差很大，負(fù)荷改變引起鍋爐風(fēng)、煤、水

2、量變化；負(fù)荷改變引起鍋爐風(fēng)、煤、水量變化； 汽輪機(jī)中低壓缸功率滯后。汽輪機(jī)中低壓缸功率滯后。導(dǎo)致機(jī)組功率變化滯后于外界負(fù)荷的變化，對(duì)外界負(fù)荷適應(yīng)性較差，一次調(diào)頻導(dǎo)致機(jī)組功率變化滯后于外界負(fù)荷的變化，對(duì)外界負(fù)荷適應(yīng)性較差，一次調(diào)頻能力相對(duì)降低。能力相對(duì)降低。2（二）單元制機(jī)組甩負(fù)荷特性（二）單元制機(jī)組甩負(fù)荷特性 單元制機(jī)組容量大、參數(shù)高、轉(zhuǎn)子飛升時(shí)間常數(shù)?。▎卧茩C(jī)組容量大、參數(shù)高、轉(zhuǎn)子飛升時(shí)間常數(shù)小（58s58s），當(dāng)發(fā)），當(dāng)發(fā)電機(jī)甩負(fù)荷后，容易引起超速。為了避免機(jī)組甩超速，造成保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作電機(jī)甩負(fù)荷后，容易引起超速。為了避免機(jī)組甩超速，造成保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作停機(jī)甚至飛車(chē)，大機(jī)組都設(shè)置了超速控制功能

3、（停機(jī)甚至飛車(chē)，大機(jī)組都設(shè)置了超速控制功能（OPCOPC）。）。在電氣甩負(fù)荷在電氣甩負(fù)荷勵(lì)磁斷開(kāi)、脫網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，設(shè)有暫態(tài)快關(guān)高、中調(diào)節(jié)閥，抑制機(jī)組超速；勵(lì)磁斷開(kāi)、脫網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，設(shè)有暫態(tài)快關(guān)高、中調(diào)節(jié)閥，抑制機(jī)組超速；當(dāng)甩部分負(fù)荷，而勵(lì)磁電路仍然閉合，汽輪機(jī)機(jī)械機(jī)械功率超過(guò)發(fā)電機(jī)負(fù)當(dāng)甩部分負(fù)荷，而勵(lì)磁電路仍然閉合，汽輪機(jī)機(jī)械機(jī)械功率超過(guò)發(fā)電機(jī)負(fù)荷達(dá)一定值時(shí)，還設(shè)有快關(guān)中壓調(diào)節(jié)閥功能，防止導(dǎo)致轉(zhuǎn)速飛升。荷達(dá)一定值時(shí)，還設(shè)有快關(guān)中壓調(diào)節(jié)閥功能，防止導(dǎo)致轉(zhuǎn)速飛升。（三）汽輪機(jī)運(yùn)行方式復(fù)雜（三）汽輪機(jī)運(yùn)行方式復(fù)雜 單元制機(jī)組都設(shè)置旁路系統(tǒng)，使運(yùn)行方復(fù)雜。單元制機(jī)組都設(shè)置旁路系統(tǒng)，使運(yùn)行方復(fù)雜。多種啟動(dòng)方式多

4、種啟動(dòng)方式按蒸汽參數(shù)分：額定參數(shù)啟動(dòng)，滑參數(shù)啟動(dòng)。按蒸汽參數(shù)分：額定參數(shù)啟動(dòng)，滑參數(shù)啟動(dòng)。單元制機(jī)組通常采用滑參數(shù)單元制機(jī)組通常采用滑參數(shù)啟動(dòng)。啟動(dòng)。按沖轉(zhuǎn)方式分：高中壓缸啟動(dòng)，中壓缸啟動(dòng)；按沖轉(zhuǎn)方式分：高中壓缸啟動(dòng)，中壓缸啟動(dòng)；1.1. 按啟動(dòng)前汽缸金屬溫度分：冷態(tài)啟動(dòng)按啟動(dòng)前汽缸金屬溫度分：冷態(tài)啟動(dòng)（汽缸金屬溫度（汽缸金屬溫度150 300 300 ）。）。還有還有極熱態(tài)啟動(dòng)極熱態(tài)啟動(dòng)（汽缸金屬溫度（汽缸金屬溫度 400 00 ）。）。32. 2. 定壓、滑壓綜合運(yùn)行定壓、滑壓綜合運(yùn)行3. 3. 無(wú)負(fù)荷空轉(zhuǎn)運(yùn)行：機(jī)組升速到無(wú)負(fù)荷空轉(zhuǎn)運(yùn)行：機(jī)組升速到3000r/min3000r/min后，對(duì)

5、機(jī)組進(jìn)行全面檢查。后，對(duì)機(jī)組進(jìn)行全面檢查。4. 4. 帶廠用電運(yùn)行：在出故障，斷廠用電情況下。帶廠用電運(yùn)行：在出故障，斷廠用電情況下。5. 5. 主要輔機(jī)故障下運(yùn)行主要輔機(jī)故障下運(yùn)行多種停機(jī)方式：額定參數(shù)停機(jī)，滑參數(shù)停機(jī)。多種停機(jī)方式：額定參數(shù)停機(jī)，滑參數(shù)停機(jī)。二、單元制機(jī)組運(yùn)行的調(diào)節(jié)控制特點(diǎn)二、單元制機(jī)組運(yùn)行的調(diào)節(jié)控制特點(diǎn)（一）單元制機(jī)組的機(jī)爐協(xié)調(diào)控制（一）單元制機(jī)組的機(jī)爐協(xié)調(diào)控制 為改善單元制機(jī)組的調(diào)節(jié)特性，增強(qiáng)負(fù)荷適應(yīng)性，提高一次調(diào)頻能為改善單元制機(jī)組的調(diào)節(jié)特性，增強(qiáng)負(fù)荷適應(yīng)性，提高一次調(diào)頻能力，大機(jī)組都采用機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方式，即把轉(zhuǎn)速、功率、汽壓等信號(hào)同時(shí)送力，大機(jī)組都采用機(jī)爐協(xié)調(diào)控制方

6、式，即把轉(zhuǎn)速、功率、汽壓等信號(hào)同時(shí)送機(jī)、爐控制器，使之進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。機(jī)、爐控制器，使之進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。6.6. 協(xié)調(diào)控制的任務(wù)：協(xié)調(diào)控制的任務(wù)：根據(jù)機(jī)爐運(yùn)行狀態(tài)，選擇控制策略和接受外部負(fù)荷需根據(jù)機(jī)爐運(yùn)行狀態(tài)，選擇控制策略和接受外部負(fù)荷需要的命令；對(duì)外部負(fù)荷命令進(jìn)行處理，使之與機(jī)爐的動(dòng)態(tài)特性及負(fù)荷變化能要的命令；對(duì)外部負(fù)荷命令進(jìn)行處理，使之與機(jī)爐的動(dòng)態(tài)特性及負(fù)荷變化能力相適應(yīng)，并對(duì)機(jī)爐發(fā)出負(fù)荷控制命令；確定鍋爐的風(fēng)、水、煤量，對(duì)汽輪力相適應(yīng)，并對(duì)機(jī)爐發(fā)出負(fù)荷控制命令；確定鍋爐的風(fēng)、水、煤量，對(duì)汽輪機(jī)確定相應(yīng)的高、中調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度。機(jī)確定相應(yīng)的高、中調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度。4機(jī)爐協(xié)調(diào)控制有三種方式：爐跟機(jī)，機(jī)跟

7、爐，機(jī)爐協(xié)調(diào)方式。機(jī)爐協(xié)調(diào)控制有三種方式：爐跟機(jī)，機(jī)跟爐，機(jī)爐協(xié)調(diào)方式。（二）汽輪機(jī)進(jìn)汽閥門(mén)的調(diào)節(jié)控制方式（二）汽輪機(jī)進(jìn)汽閥門(mén)的調(diào)節(jié)控制方式 現(xiàn)代汽輪機(jī)都采用現(xiàn)代汽輪機(jī)都采用DEHDEH控制系統(tǒng)各高、中主汽閥和高中調(diào)節(jié)閥均采用一控制系統(tǒng)各高、中主汽閥和高中調(diào)節(jié)閥均采用一一對(duì)于的一對(duì)于的EHEH油壓控制油壓控制 組件驅(qū)動(dòng)。各閥門(mén)的動(dòng)作順序都由計(jì)算機(jī)軟件設(shè)定，運(yùn)組件驅(qū)動(dòng)。各閥門(mén)的動(dòng)作順序都由計(jì)算機(jī)軟件設(shè)定，運(yùn)行人員可根據(jù)機(jī)組情況進(jìn)行操作。行人員可根據(jù)機(jī)組情況進(jìn)行操作。高壓主汽閥內(nèi)旁通門(mén)控制及與高壓調(diào)節(jié)閥的切換；高壓主汽閥內(nèi)旁通門(mén)控制及與高壓調(diào)節(jié)閥的切換；高壓調(diào)節(jié)閥的高壓調(diào)節(jié)閥的“單閥調(diào)節(jié)單閥調(diào)節(jié)”

8、和和“順序閥調(diào)節(jié)順序閥調(diào)節(jié)”；采用中壓調(diào)節(jié)閥啟動(dòng)時(shí)，閥門(mén)控制方式的切換（高壓缸切換）；采用中壓調(diào)節(jié)閥啟動(dòng)時(shí)，閥門(mén)控制方式的切換（高壓缸切換）；高、中壓缸調(diào)節(jié)閥與高低壓蒸汽旁路控制閥的協(xié)調(diào)。高、中壓缸調(diào)節(jié)閥與高低壓蒸汽旁路控制閥的協(xié)調(diào)。（三）單元制機(jī)組的連鎖保護(hù)控制（三）單元制機(jī)組的連鎖保護(hù)控制 為了避免大機(jī)組故障造成巨大的損失，單元制機(jī)組實(shí)行機(jī)、爐、電之間以為了避免大機(jī)組故障造成巨大的損失，單元制機(jī)組實(shí)行機(jī)、爐、電之間以及主機(jī)與給水泵、引風(fēng)機(jī)等重要輔機(jī)之間的連鎖保護(hù)控制。根據(jù)電網(wǎng)或機(jī)組主及主機(jī)與給水泵、引風(fēng)機(jī)等重要輔機(jī)之間的連鎖保護(hù)控制。根據(jù)電網(wǎng)或機(jī)組主要設(shè)備故障，自行減負(fù)荷、停機(jī)或停爐操作。

9、主要連鎖保護(hù)的功能有要設(shè)備故障，自行減負(fù)荷、停機(jī)或停爐操作。主要連鎖保護(hù)的功能有4 4個(gè)：個(gè)：5（1 1）快速切斷主燃料停爐和相應(yīng)連鎖。當(dāng)鍋爐故障引起鍋爐連鎖保護(hù)動(dòng)作）快速切斷主燃料停爐和相應(yīng)連鎖。當(dāng)鍋爐故障引起鍋爐連鎖保護(hù)動(dòng)作時(shí)，立即切斷主燃料停爐，并連鎖汽輪機(jī)跳閘，發(fā)電機(jī)跳閘，整個(gè)單元機(jī)組時(shí)，立即切斷主燃料停爐，并連鎖汽輪機(jī)跳閘，發(fā)電機(jī)跳閘，整個(gè)單元機(jī)組停運(yùn)。停運(yùn)。（2 2）汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)跳閘保護(hù)及相應(yīng)連鎖。汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)互為連鎖，）汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)跳閘保護(hù)及相應(yīng)連鎖。汽輪機(jī)與發(fā)電機(jī)互為連鎖，（3 3）甩負(fù)荷連鎖。汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)未發(fā)生故障，但因電網(wǎng)故障或其他原因）甩負(fù)荷連鎖。汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)未

10、發(fā)生故障，但因電網(wǎng)故障或其他原因使主斷路器跳閘，也會(huì)引起甩負(fù)荷動(dòng)作。使主斷路器跳閘，也會(huì)引起甩負(fù)荷動(dòng)作。（4 4）快速減負(fù)荷連鎖。）快速減負(fù)荷連鎖。6第二節(jié)第二節(jié) 汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī) 汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)是運(yùn)行中兩個(gè)最復(fù)雜的工況。汽輪機(jī)的啟動(dòng)與停機(jī)是運(yùn)行中兩個(gè)最復(fù)雜的工況。一、影響汽輪機(jī)啟停速度的因素一、影響汽輪機(jī)啟停速度的因素汽輪機(jī)是在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的巨型精密機(jī)械。汽輪機(jī)在啟動(dòng)汽輪機(jī)是在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的巨型精密機(jī)械。汽輪機(jī)在啟動(dòng)與停機(jī)運(yùn)行中，參數(shù)變化，其金屬溫度和動(dòng)靜間隙發(fā)生變化，從而引起熱應(yīng)與停機(jī)運(yùn)行中，參數(shù)變化，其金屬溫度和動(dòng)靜間隙發(fā)生變化，從

11、而引起熱應(yīng)力和熱變形。當(dāng)熱應(yīng)力和熱變形超過(guò)金屬材料的允許值時(shí)，將產(chǎn)生永久變形力和熱變形。當(dāng)熱應(yīng)力和熱變形超過(guò)金屬材料的允許值時(shí)，將產(chǎn)生永久變形或破壞?；蚱茐?。（一）汽輪機(jī)啟停過(guò)程中的傳熱（一）汽輪機(jī)啟停過(guò)程中的傳熱 汽輪機(jī)啟停過(guò)程中，在汽缸內(nèi)、外壁間以及轉(zhuǎn)子外表面和中心或中汽輪機(jī)啟停過(guò)程中，在汽缸內(nèi)、外壁間以及轉(zhuǎn)子外表面和中心或中心孔內(nèi)表面間形成溫差。傳熱溫差是汽輪機(jī)金屬部件產(chǎn)生熱變形、熱應(yīng)力和心孔內(nèi)表面間形成溫差。傳熱溫差是汽輪機(jī)金屬部件產(chǎn)生熱變形、熱應(yīng)力和脹差，限制機(jī)組啟動(dòng)速度。脹差，限制機(jī)組啟動(dòng)速度。 71 1汽缸在冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中的非穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)傳熱汽缸在冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中的非穩(wěn)態(tài)和穩(wěn)態(tài)傳熱

12、汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)之前，缸壁溫度接近室溫，當(dāng)用蒸汽沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)時(shí)，與汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)之前，缸壁溫度接近室溫，當(dāng)用蒸汽沖轉(zhuǎn)汽輪機(jī)時(shí)，與蒸汽直接接觸的汽缸內(nèi)表面溫度很快升高，但缸壁的其余部分保持著原來(lái)的蒸汽直接接觸的汽缸內(nèi)表面溫度很快升高，但缸壁的其余部分保持著原來(lái)的溫度。隨著導(dǎo)熱的進(jìn)行，汽缸壁的溫度由里向外逐步升高。由于進(jìn)入蒸汽溫溫度。隨著導(dǎo)熱的進(jìn)行，汽缸壁的溫度由里向外逐步升高。由于進(jìn)入蒸汽溫度和壓力在不斷上升，汽缸內(nèi)壁及其他各點(diǎn)的溫度也持續(xù)升高。這種沿壁面度和壓力在不斷上升，汽缸內(nèi)壁及其他各點(diǎn)的溫度也持續(xù)升高。這種沿壁面溫度隨時(shí)間變化是溫度隨時(shí)間變化是非穩(wěn)定導(dǎo)熱過(guò)程非穩(wěn)定導(dǎo)熱過(guò)程。顯然，內(nèi)外壁的最大

13、溫差會(huì)發(fā)生在啟動(dòng)。顯然，內(nèi)外壁的最大溫差會(huì)發(fā)生在啟動(dòng)過(guò)程的某一時(shí)刻，此時(shí)的熱應(yīng)力最大。加熱越快，內(nèi)外壁溫差越大，熱應(yīng)力過(guò)程的某一時(shí)刻，此時(shí)的熱應(yīng)力最大。加熱越快，內(nèi)外壁溫差越大，熱應(yīng)力越大。越大。 啟動(dòng)結(jié)束，達(dá)到額定參數(shù)與額定負(fù)荷時(shí)，缸壁中的溫度分布就漸趨穩(wěn)定，啟動(dòng)結(jié)束，達(dá)到額定參數(shù)與額定負(fù)荷時(shí)，缸壁中的溫度分布就漸趨穩(wěn)定，此時(shí)即進(jìn)入此時(shí)即進(jìn)入穩(wěn)定導(dǎo)熱過(guò)程穩(wěn)定導(dǎo)熱過(guò)程。 汽缸內(nèi)外壁間的溫差估算公式為汽缸內(nèi)外壁間的溫差估算公式為 20/(2 )twC （10-1）式中，式中，為為 汽缸壁厚，汽缸壁厚，m m；為導(dǎo)溫系數(shù)，為導(dǎo)溫系數(shù)， ；w w為缸壁溫升速為缸壁溫升速度，度， 。2/mh0/C h

14、8 由式由式(10(101)1)可知：可知：汽缸內(nèi)外壁溫差與壁厚的平方成正比，與壁面的溫升速汽缸內(nèi)外壁溫差與壁厚的平方成正比，與壁面的溫升速度成正比。度成正比。因此，在滿(mǎn)足汽缸強(qiáng)度的條件下，減薄缸壁厚度，采用合理的升因此，在滿(mǎn)足汽缸強(qiáng)度的條件下，減薄缸壁厚度，采用合理的升溫速度。溫速度。2 2蒸汽與汽缸內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子外表面間的凝結(jié)換熱蒸汽與汽缸內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子外表面間的凝結(jié)換熱 冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，汽缸和轉(zhuǎn)子等部件的溫度低于沖轉(zhuǎn)蒸汽的飽和溫度。當(dāng)蒸冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，汽缸和轉(zhuǎn)子等部件的溫度低于沖轉(zhuǎn)蒸汽的飽和溫度。當(dāng)蒸汽進(jìn)入后，在金屬壁面上就會(huì)發(fā)生凝結(jié)換熱。形成一層水膜，產(chǎn)生汽進(jìn)入后，在金屬壁面上就會(huì)發(fā)生凝結(jié)換熱。形

15、成一層水膜，產(chǎn)生“膜狀凝膜狀凝結(jié)結(jié)”。還有一種形式的凝結(jié)稱(chēng)為。還有一種形式的凝結(jié)稱(chēng)為“珠狀凝結(jié)珠狀凝結(jié)”，比膜狀凝結(jié)換熱更強(qiáng)烈。，比膜狀凝結(jié)換熱更強(qiáng)烈。 在冷態(tài)啟動(dòng)的初期階段，傳熱溫差大，換熱劇烈，金屬中產(chǎn)生很大的在冷態(tài)啟動(dòng)的初期階段，傳熱溫差大，換熱劇烈，金屬中產(chǎn)生很大的溫度梯度，很大的沖擊熱應(yīng)力。因此，通過(guò)沖轉(zhuǎn)前進(jìn)行盤(pán)車(chē)預(yù)熱，減少熱沖溫度梯度，很大的沖擊熱應(yīng)力。因此，通過(guò)沖轉(zhuǎn)前進(jìn)行盤(pán)車(chē)預(yù)熱，減少熱沖擊。擊。 3 3蒸汽與汽缸內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子外表面間的對(duì)流換熱蒸汽與汽缸內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子外表面間的對(duì)流換熱 當(dāng)零部件金屬表面溫度達(dá)到該蒸汽壓力下的飽和溫度時(shí)，凝結(jié)結(jié)束，蒸當(dāng)零部件金屬表面溫度達(dá)到該蒸汽壓力

16、下的飽和溫度時(shí)，凝結(jié)結(jié)束，蒸汽以對(duì)流換熱方式向金屬傳遞熱量，其換熱系數(shù)小得多。汽以對(duì)流換熱方式向金屬傳遞熱量，其換熱系數(shù)小得多。9（二）熱應(yīng)力、熱膨脹和熱變形（二）熱應(yīng)力、熱膨脹和熱變形 熱應(yīng)力、熱膨脹和熱變形是影響汽輪機(jī)啟、停及變負(fù)荷的三個(gè)重要熱應(yīng)力、熱膨脹和熱變形是影響汽輪機(jī)啟、停及變負(fù)荷的三個(gè)重要因素。直接關(guān)系到汽輪機(jī)的安全可靠性及設(shè)備使用壽命。因素。直接關(guān)系到汽輪機(jī)的安全可靠性及設(shè)備使用壽命。 熱應(yīng)力：通過(guò)積累，最終以部件裂紋，壽命終止；熱應(yīng)力：通過(guò)積累，最終以部件裂紋，壽命終止； 熱膨脹和熱變形：影響汽輪機(jī)的啟、停及變負(fù)荷運(yùn)行能否順利進(jìn)行，要求熱膨脹和熱變形：影響汽輪機(jī)的啟、停及變負(fù)

17、荷運(yùn)行能否順利進(jìn)行，要求控制好熱膨脹和熱變形?？刂坪脽崤蛎浐蜔嶙冃?。1 1汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)的熱應(yīng)力汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)的熱應(yīng)力 （1 1）汽缸的熱應(yīng)力。）汽缸的熱應(yīng)力。汽輪機(jī)啟動(dòng)或升負(fù)荷時(shí)，蒸汽溫度高，汽缸內(nèi)壁汽輪機(jī)啟動(dòng)或升負(fù)荷時(shí)，蒸汽溫度高，汽缸內(nèi)壁受壓應(yīng)力；受壓應(yīng)力；停機(jī)減負(fù)荷時(shí)，受拉伸應(yīng)力。而且在停機(jī)或減負(fù)荷中，內(nèi)壁的停機(jī)減負(fù)荷時(shí)，受拉伸應(yīng)力。而且在停機(jī)或減負(fù)荷中，內(nèi)壁的熱拉應(yīng)力與汽缸內(nèi)外壓差而產(chǎn)生的機(jī)械拉應(yīng)力同向疊加，使合成拉應(yīng)力增大。熱拉應(yīng)力與汽缸內(nèi)外壓差而產(chǎn)生的機(jī)械拉應(yīng)力同向疊加，使合成拉應(yīng)力增大。另外汽缸在缸內(nèi)快速冷卻時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)較大拉應(yīng)力，汽輪機(jī)快冷比快速加另外汽缸在缸內(nèi)快速冷卻時(shí)，也會(huì)出

18、現(xiàn)較大拉應(yīng)力，汽輪機(jī)快冷比快速加熱更危險(xiǎn)。熱更危險(xiǎn)。所以，熱狀態(tài)的汽輪機(jī)用低于缸溫的低溫蒸汽進(jìn)行沖轉(zhuǎn)啟動(dòng)，所以，熱狀態(tài)的汽輪機(jī)用低于缸溫的低溫蒸汽進(jìn)行沖轉(zhuǎn)啟動(dòng)，或突然甩負(fù)荷，機(jī)組是非常危險(xiǎn)的?；蛲蝗凰ω?fù)荷，機(jī)組是非常危險(xiǎn)的。從額定狀態(tài)甩半負(fù)荷比甩全負(fù)荷的危從額定狀態(tài)甩半負(fù)荷比甩全負(fù)荷的危險(xiǎn)性更大，此時(shí)，蒸氣溫降大。因此，汽輪機(jī)對(duì)甩負(fù)荷帶廠用電及甩負(fù)荷空險(xiǎn)性更大，此時(shí)，蒸氣溫降大。因此，汽輪機(jī)對(duì)甩負(fù)荷帶廠用電及甩負(fù)荷空轉(zhuǎn)都有嚴(yán)格的時(shí)間限制。轉(zhuǎn)都有嚴(yán)格的時(shí)間限制。為了安全運(yùn)行和減少壽命損耗，在停機(jī)和降負(fù)荷為了安全運(yùn)行和減少壽命損耗，在停機(jī)和降負(fù)荷過(guò)程中，汽溫或降負(fù)荷率應(yīng)比啟動(dòng)或升負(fù)荷時(shí)更小。過(guò)程中

19、，汽溫或降負(fù)荷率應(yīng)比啟動(dòng)或升負(fù)荷時(shí)更小。10 熱應(yīng)力與汽缸內(nèi)外壁溫差成正比?？赏ㄟ^(guò)控制汽缸內(nèi)、外壁溫差來(lái)控?zé)釕?yīng)力與汽缸內(nèi)外壁溫差成正比?？赏ㄟ^(guò)控制汽缸內(nèi)、外壁溫差來(lái)控制熱應(yīng)力。汽缸內(nèi)外壁的最大允許溫差為制熱應(yīng)力。汽缸內(nèi)外壁的最大允許溫差為5050一一7070。 在啟動(dòng)和負(fù)荷變化時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)汽室的汽溫變化很大，汽缸的最大溫差常在啟動(dòng)和負(fù)荷變化時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)汽室的汽溫變化很大，汽缸的最大溫差常常出現(xiàn)在常出現(xiàn)在調(diào)節(jié)級(jí)對(duì)應(yīng)的汽缸壁與法蘭螺栓孔處調(diào)節(jié)級(jí)對(duì)應(yīng)的汽缸壁與法蘭螺栓孔處。必須嚴(yán)格控制調(diào)節(jié)級(jí)汽室蒸。必須嚴(yán)格控制調(diào)節(jié)級(jí)汽室蒸汽溫度的變化率。汽溫度的變化率。（2 2）螺栓及法蘭的熱應(yīng)力。）螺栓及法蘭的熱應(yīng)力

20、。 在啟動(dòng)過(guò)程中，法蘭與螺栓之間存在著較大的溫差。由于法蘭的膨脹，在啟動(dòng)過(guò)程中，法蘭與螺栓之間存在著較大的溫差。由于法蘭的膨脹，螺栓被拉長(zhǎng)。此時(shí)，螺栓承受安裝時(shí)的螺栓被拉長(zhǎng)。此時(shí)，螺栓承受安裝時(shí)的拉伸預(yù)應(yīng)力、汽缸內(nèi)蒸汽壓力引起的拉伸預(yù)應(yīng)力、汽缸內(nèi)蒸汽壓力引起的拉伸應(yīng)力，又有熱應(yīng)力拉伸應(yīng)力，又有熱應(yīng)力。如三種拉應(yīng)力之和超過(guò)螺栓材料的屈服極限，螺栓。如三種拉應(yīng)力之和超過(guò)螺栓材料的屈服極限，螺栓就發(fā)生塑性變形甚至斷裂。就發(fā)生塑性變形甚至斷裂。 螺栓產(chǎn)生熱拉應(yīng)力，法蘭則受到熱壓應(yīng)力。若這種應(yīng)力過(guò)大，法蘭結(jié)螺栓產(chǎn)生熱拉應(yīng)力，法蘭則受到熱壓應(yīng)力。若這種應(yīng)力過(guò)大，法蘭結(jié)合面產(chǎn)生局部塑性變形，結(jié)合面的嚴(yán)密性將

21、受到破壞。法蘭與螺栓的熱應(yīng)力，合面產(chǎn)生局部塑性變形，結(jié)合面的嚴(yán)密性將受到破壞。法蘭與螺栓的熱應(yīng)力，與法蘭與螺栓間的溫差成正比。與法蘭與螺栓間的溫差成正比。11（3 3）轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力。）轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力。 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在啟、停過(guò)程中，表面受到加熱或冷卻。例如，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在啟、停過(guò)程中，表面受到加熱或冷卻。例如， 在啟動(dòng)時(shí)，蒸汽加熱轉(zhuǎn)子表面，軸心部分的溫度低。轉(zhuǎn)子截面徑向溫差，在啟動(dòng)時(shí)，蒸汽加熱轉(zhuǎn)子表面，軸心部分的溫度低。轉(zhuǎn)子截面徑向溫差，轉(zhuǎn)子中心產(chǎn)生熱拉應(yīng)力，外表面產(chǎn)生熱壓應(yīng)力。到一定負(fù)荷處于穩(wěn)定后，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子中心產(chǎn)生熱拉應(yīng)力，外表面產(chǎn)生熱壓應(yīng)力。到一定負(fù)荷處于穩(wěn)定后，轉(zhuǎn)子徑向溫差逐漸減小，熱應(yīng)力基本消失

22、；子徑向溫差逐漸減小，熱應(yīng)力基本消失； 停機(jī)時(shí)的情況與啟動(dòng)時(shí)相反，轉(zhuǎn)子外表面產(chǎn)生熱拉應(yīng)力，而中心處產(chǎn)生熱停機(jī)時(shí)的情況與啟動(dòng)時(shí)相反，轉(zhuǎn)子外表面產(chǎn)生熱拉應(yīng)力，而中心處產(chǎn)生熱壓應(yīng)力。壓應(yīng)力。 轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力是汽輪機(jī)安全轉(zhuǎn)子熱應(yīng)力是汽輪機(jī)安全監(jiān)控的重點(diǎn)。監(jiān)控的重點(diǎn)。最大熱應(yīng)力發(fā)生的部位通常是在最大熱應(yīng)力發(fā)生的部位通常是在高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)處，中壓缸進(jìn)汽處，高、中壓軸封處。這些部位蒸汽溫度高，高壓缸調(diào)節(jié)級(jí)處，中壓缸進(jìn)汽處，高、中壓軸封處。這些部位蒸汽溫度高，變工況時(shí)溫度變化大，引起的熱應(yīng)力大。這些部位還存在結(jié)構(gòu)突變，如葉輪變工況時(shí)溫度變化大，引起的熱應(yīng)力大。這些部位還存在結(jié)構(gòu)突變，如葉輪根部、軸肩處的過(guò)渡圓角及轉(zhuǎn)

23、子上的彈性槽等，由于存在較大的根部、軸肩處的過(guò)渡圓角及轉(zhuǎn)子上的彈性槽等，由于存在較大的熱應(yīng)力集中熱應(yīng)力集中，使得熱應(yīng)力成倍增加。使得熱應(yīng)力成倍增加。12 （4 4）轉(zhuǎn)子的低周疲勞和低溫脆性）轉(zhuǎn)子的低周疲勞和低溫脆性 大機(jī)組均采用雙層汽缸，汽缸及法蘭厚度相對(duì)減薄，內(nèi)、外壁溫差大機(jī)組均采用雙層汽缸，汽缸及法蘭厚度相對(duì)減薄，內(nèi)、外壁溫差減小。這樣，汽缸熱應(yīng)力就不是主要問(wèn)題，而轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力卻成為主要問(wèn)題。減小。這樣，汽缸熱應(yīng)力就不是主要問(wèn)題，而轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力卻成為主要問(wèn)題。隨著汽輪機(jī)容量的增大，轉(zhuǎn)子的直徑也越來(lái)越大。在啟、停過(guò)程中，轉(zhuǎn)子的隨著汽輪機(jī)容量的增大，轉(zhuǎn)子的直徑也越來(lái)越大。在啟、停過(guò)程中，轉(zhuǎn)子的

24、熱應(yīng)力、熱變形也就越大。因此，轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力、熱變形也就越大。因此，轉(zhuǎn)子的低周疲勞低周疲勞和和低溫脆性低溫脆性成為關(guān)鍵問(wèn)題。成為關(guān)鍵問(wèn)題。 低周疲勞：低周疲勞：是指機(jī)組多次反復(fù)啟、停或升、降負(fù)荷時(shí)，由交變熱應(yīng)力引起是指機(jī)組多次反復(fù)啟、?；蛏?、降負(fù)荷時(shí)，由交變熱應(yīng)力引起的損傷。這種交變熱應(yīng)力變化的周期比較長(zhǎng)。的損傷。這種交變熱應(yīng)力變化的周期比較長(zhǎng)。 脆性轉(zhuǎn)變溫度：脆性轉(zhuǎn)變溫度：金屬材料在較低溫度下工作時(shí)，機(jī)械性能發(fā)生變化。當(dāng)溫金屬材料在較低溫度下工作時(shí)，機(jī)械性能發(fā)生變化。當(dāng)溫度低于某一定值時(shí)，材料從韌性轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈裕S用應(yīng)力下降，材料易發(fā)生脆度低于某一定值時(shí)，材料從韌性轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈?，許用應(yīng)力下降，材料

25、易發(fā)生脆性斷裂，通常稱(chēng)這一溫度為材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度。常用的轉(zhuǎn)子鋼材，脆性轉(zhuǎn)性斷裂，通常稱(chēng)這一溫度為材料的脆性轉(zhuǎn)變溫度。常用的轉(zhuǎn)子鋼材，脆性轉(zhuǎn)變溫度一般為變溫度一般為8080 140140。 為保證轉(zhuǎn)子不發(fā)生脆斷，汽輪機(jī)的超速試驗(yàn)以及帶大負(fù)荷運(yùn)行，應(yīng)在定為保證轉(zhuǎn)子不發(fā)生脆斷，汽輪機(jī)的超速試驗(yàn)以及帶大負(fù)荷運(yùn)行，應(yīng)在定速后經(jīng)一段時(shí)間的低負(fù)荷運(yùn)行，待轉(zhuǎn)子被加熱到脆性轉(zhuǎn)變溫度以上再進(jìn)行。速后經(jīng)一段時(shí)間的低負(fù)荷運(yùn)行，待轉(zhuǎn)子被加熱到脆性轉(zhuǎn)變溫度以上再進(jìn)行。13（5 5）熱沖擊）熱沖擊 熱沖擊是指蒸汽與汽缸、轉(zhuǎn)子等部件在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)烈熱交換的過(guò)熱沖擊是指蒸汽與汽缸、轉(zhuǎn)子等部件在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行強(qiáng)烈熱交換的過(guò)程。

26、此時(shí)金屬部件內(nèi)溫差大，熱應(yīng)力大，甚至超過(guò)材料的屈服極限。嚴(yán)重時(shí)，程。此時(shí)金屬部件內(nèi)溫差大，熱應(yīng)力大，甚至超過(guò)材料的屈服極限。嚴(yán)重時(shí)，一次嚴(yán)重的熱沖擊就可能造成部件損壞。熱沖擊的主要原因有三種：一次嚴(yán)重的熱沖擊就可能造成部件損壞。熱沖擊的主要原因有三種： 1 1）啟動(dòng)時(shí)蒸汽溫度與金屬溫度不匹配。）啟動(dòng)時(shí)蒸汽溫度與金屬溫度不匹配。啟動(dòng)時(shí)，要求蒸汽溫度高于金屬溫啟動(dòng)時(shí)，要求蒸汽溫度高于金屬溫度，且兩者應(yīng)當(dāng)匹配，如果相差太大就會(huì)對(duì)金屬部件產(chǎn)生熱沖擊。通常以調(diào)度，且兩者應(yīng)當(dāng)匹配，如果相差太大就會(huì)對(duì)金屬部件產(chǎn)生熱沖擊。通常以調(diào)節(jié)級(jí)處參數(shù)來(lái)衡量。如：日立節(jié)級(jí)處參數(shù)來(lái)衡量。如：日立250MW250MW汽輪機(jī)給

27、出的最住匹配溫度為：調(diào)節(jié)級(jí)處汽輪機(jī)給出的最住匹配溫度為：調(diào)節(jié)級(jí)處蒸汽溫度比金屬溫度高蒸汽溫度比金屬溫度高28552855。對(duì)于幾種進(jìn)口的。對(duì)于幾種進(jìn)口的600MW600MW汽輪機(jī)，規(guī)定熱態(tài)啟汽輪機(jī)，規(guī)定熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)的主蒸汽及再熱蒸氣的溫度應(yīng)比第一級(jí)金屬溫度高動(dòng)時(shí)的主蒸汽及再熱蒸氣的溫度應(yīng)比第一級(jí)金屬溫度高5010050100，且有，且有5050以上的過(guò)熱度等。以上的過(guò)熱度等。 2 2）極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)造成的熱沖擊）極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)造成的熱沖擊。由于保護(hù)誤動(dòng)或故障造成汽輪機(jī)短時(shí)間事。由于保護(hù)誤動(dòng)或故障造成汽輪機(jī)短時(shí)間事故停機(jī)，如果在故停機(jī)，如果在24h24h內(nèi)重新啟動(dòng)，此時(shí)高、中壓缸第一級(jí)處的金屬溫度極高

28、，內(nèi)重新啟動(dòng)，此時(shí)高、中壓缸第一級(jí)處的金屬溫度極高，其啟動(dòng)為極熱態(tài)啟動(dòng)。極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，蒸汽到調(diào)節(jié)級(jí)后的汽溫比該處金屬溫其啟動(dòng)為極熱態(tài)啟動(dòng)。極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，蒸汽到調(diào)節(jié)級(jí)后的汽溫比該處金屬溫度低很多，轉(zhuǎn)子外表面先產(chǎn)生拉應(yīng)力。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后，蒸汽溫度高于金度低很多，轉(zhuǎn)子外表面先產(chǎn)生拉應(yīng)力。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間以后，蒸汽溫度高于金屬溫度，轉(zhuǎn)子表面又轉(zhuǎn)為壓應(yīng)力。這種應(yīng)力拉屬溫度，轉(zhuǎn)子表面又轉(zhuǎn)為壓應(yīng)力。這種應(yīng)力拉 壓循環(huán)，對(duì)壽命極為不利。造壓循環(huán)，對(duì)壽命極為不利。造成轉(zhuǎn)子或汽缸的一次疲勞損傷，應(yīng)盡量減少汽輪機(jī)極熱態(tài)啟動(dòng)的次數(shù)。成轉(zhuǎn)子或汽缸的一次疲勞損傷，應(yīng)盡量減少汽輪機(jī)極熱態(tài)啟動(dòng)的次數(shù)。 3 3）甩負(fù)荷造成的熱沖

29、擊。）甩負(fù)荷造成的熱沖擊。汽輪機(jī)發(fā)生大幅度的甩負(fù)荷，通流部分蒸汽溫度汽輪機(jī)發(fā)生大幅度的甩負(fù)荷，通流部分蒸汽溫度的急劇變化，在轉(zhuǎn)子和汽缸上產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。機(jī)組帶負(fù)荷越多，甩負(fù)荷的急劇變化，在轉(zhuǎn)子和汽缸上產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力。機(jī)組帶負(fù)荷越多，甩負(fù)荷后引起的熱應(yīng)力越大。后引起的熱應(yīng)力越大。14 2 2汽缸及轉(zhuǎn)子的熱膨脹汽缸及轉(zhuǎn)子的熱膨脹 （1 1）汽缸的絕對(duì)膨脹）汽缸的絕對(duì)膨脹 金屬受熱后，其長(zhǎng)、寬、高都要膨脹。大型汽輪機(jī)，其軸向長(zhǎng)度很長(zhǎng)，金屬受熱后，其長(zhǎng)、寬、高都要膨脹。大型汽輪機(jī)，其軸向長(zhǎng)度很長(zhǎng)，當(dāng)從冷態(tài)啟動(dòng)到帶至額定負(fù)荷時(shí)，金屬溫度變化很大，故軸向膨脹量最大，當(dāng)從冷態(tài)啟動(dòng)到帶至額定負(fù)荷時(shí)，金屬溫

30、度變化很大，故軸向膨脹量最大，是監(jiān)控的重點(diǎn)之一。是監(jiān)控的重點(diǎn)之一。 汽缸的絕對(duì)膨脹：汽缸的絕對(duì)膨脹：是指從基準(zhǔn)點(diǎn)是指從基準(zhǔn)點(diǎn)( (死點(diǎn)死點(diǎn)) )開(kāi)始，沿規(guī)定的開(kāi)始，沿規(guī)定的( (軸向軸向) )方向膨脹或方向膨脹或收縮的數(shù)值。例如，收縮的數(shù)值。例如，300MW300MW機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)到帶額定負(fù)荷，高、中壓缸的總絕對(duì)膨機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)到帶額定負(fù)荷，高、中壓缸的總絕對(duì)膨脹值可達(dá)近脹值可達(dá)近40mm40mm。為了保證機(jī)組的安全，在前軸承箱基架上裝有高中壓缸絕。為了保證機(jī)組的安全，在前軸承箱基架上裝有高中壓缸絕對(duì)膨脹傳感器。對(duì)膨脹傳感器。 滑銷(xiāo)系統(tǒng)滑銷(xiāo)系統(tǒng)的合理布置及正常導(dǎo)向，可以保證汽缸在各個(gè)方向能自由伸縮，的

31、合理布置及正常導(dǎo)向，可以保證汽缸在各個(gè)方向能自由伸縮，同時(shí)保證汽輪發(fā)電機(jī)組各部件之間的相對(duì)位置正確。同時(shí)保證汽輪發(fā)電機(jī)組各部件之間的相對(duì)位置正確。 滑銷(xiāo)系統(tǒng)設(shè)有縱銷(xiāo)、橫銷(xiāo)、立銷(xiāo)和角銷(xiāo)滑銷(xiāo)系統(tǒng)設(shè)有縱銷(xiāo)、橫銷(xiāo)、立銷(xiāo)和角銷(xiāo)，分別引導(dǎo)汽缸各部分沿軸向、，分別引導(dǎo)汽缸各部分沿軸向、橫向和垂直方向自由移動(dòng)。橫向和垂直方向自由移動(dòng)。 汽缸的死點(diǎn)：汽缸的死點(diǎn)：橫銷(xiāo)和縱銷(xiāo)的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，稱(chēng)為汽缸的死點(diǎn)。現(xiàn)代大型橫銷(xiāo)和縱銷(xiāo)的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，稱(chēng)為汽缸的死點(diǎn)?，F(xiàn)代大型多缸汽輪機(jī)一般都有兩個(gè)以上汽多缸汽輪機(jī)一般都有兩個(gè)以上汽缸絕對(duì)死點(diǎn)缸絕對(duì)死點(diǎn)和多個(gè)汽缸和多個(gè)汽缸相對(duì)死點(diǎn)相對(duì)死點(diǎn)。15 （2 2）轉(zhuǎn)子的絕對(duì)膨脹。）轉(zhuǎn)子的

32、絕對(duì)膨脹。 轉(zhuǎn)子的相對(duì)死點(diǎn)：轉(zhuǎn)子的相對(duì)死點(diǎn)：推力軸承與轉(zhuǎn)子推力盤(pán)接觸面是轉(zhuǎn)子的死點(diǎn)。轉(zhuǎn)子軸向推力軸承與轉(zhuǎn)子推力盤(pán)接觸面是轉(zhuǎn)子的死點(diǎn)。轉(zhuǎn)子軸向位置由推力軸承決定。位置由推力軸承決定。 轉(zhuǎn)子的絕對(duì)膨脹：轉(zhuǎn)子的絕對(duì)膨脹：轉(zhuǎn)子以該相對(duì)死點(diǎn)為起點(diǎn)，沿轉(zhuǎn)子軸向的膨脹稱(chēng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子以該相對(duì)死點(diǎn)為起點(diǎn)，沿轉(zhuǎn)子軸向的膨脹稱(chēng)轉(zhuǎn)子的絕對(duì)膨脹。絕對(duì)膨脹。 （3 3）汽缸與轉(zhuǎn)子的相對(duì)膨脹）汽缸與轉(zhuǎn)子的相對(duì)膨脹 汽輪機(jī)啟、停和工況變化時(shí)，轉(zhuǎn)子和汽缸分別以各自的死點(diǎn)為基準(zhǔn)沿汽輪機(jī)啟、停和工況變化時(shí)，轉(zhuǎn)子和汽缸分別以各自的死點(diǎn)為基準(zhǔn)沿軸向膨脹（收縮）。由于汽缸與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同，材料不同，汽缸的質(zhì)量大于軸向膨脹（收縮）。由于汽缸與

33、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不同，材料不同，汽缸的質(zhì)量大于轉(zhuǎn)子，而汽缸與蒸汽的接觸面積又小于轉(zhuǎn)子與蒸汽的接觸面積，使得蒸汽對(duì)轉(zhuǎn)子，而汽缸與蒸汽的接觸面積又小于轉(zhuǎn)子與蒸汽的接觸面積，使得蒸汽對(duì)汽缸的加熱（冷卻）比對(duì)轉(zhuǎn)子的加熱（冷卻）來(lái)得慢。因此，在啟動(dòng)（停機(jī)）汽缸的加熱（冷卻）比對(duì)轉(zhuǎn)子的加熱（冷卻）來(lái)得慢。因此，在啟動(dòng)（停機(jī)）過(guò)程中汽缸與轉(zhuǎn)子的絕對(duì)膨脹值是不等的，兩者之差稱(chēng)為過(guò)程中汽缸與轉(zhuǎn)子的絕對(duì)膨脹值是不等的，兩者之差稱(chēng)為相對(duì)膨脹（相對(duì)膨脹（脹差）。脹差）。脹差過(guò)大（或失控）就會(huì)使汽輪機(jī)的軸向動(dòng)靜間隙消失，造成動(dòng)靜摩碰和振脹差過(guò)大（或失控）就會(huì)使汽輪機(jī)的軸向動(dòng)靜間隙消失，造成動(dòng)靜摩碰和振動(dòng)事故。動(dòng)事故。 脹差是制

34、約汽輪機(jī)啟、停的一個(gè)重要因素，運(yùn)行中要密切監(jiān)視和控制。脹差是制約汽輪機(jī)啟、停的一個(gè)重要因素，運(yùn)行中要密切監(jiān)視和控制。當(dāng)脹差超限時(shí)，汽輪機(jī)保護(hù)動(dòng)作，跳閘停機(jī)。例如國(guó)產(chǎn)當(dāng)脹差超限時(shí)，汽輪機(jī)保護(hù)動(dòng)作，跳閘停機(jī)。例如國(guó)產(chǎn)300MW300MW沖動(dòng)式汽輪機(jī)，沖動(dòng)式汽輪機(jī)，在高壓轉(zhuǎn)子前端在高壓轉(zhuǎn)子前端( (前軸承箱內(nèi)前軸承箱內(nèi)) )和低壓轉(zhuǎn)子后端和低壓轉(zhuǎn)子后端( (低壓后軸承箱內(nèi)低壓后軸承箱內(nèi)) )各裝有一個(gè)各裝有一個(gè)脹差傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)組的脹差。脹差傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)組的脹差。 16（4 4）脹差的變化規(guī)律）脹差的變化規(guī)律正脹差：正脹差：冷態(tài)啟動(dòng)前，要預(yù)熱，軸封供汽，此時(shí)出現(xiàn)的是冷態(tài)啟動(dòng)前，要預(yù)熱，

35、軸封供汽，此時(shí)出現(xiàn)的是正脹差正脹差（即轉(zhuǎn)子膨（即轉(zhuǎn)子膨脹值大于汽缸膨脹值）。從沖轉(zhuǎn)到定速階段，轉(zhuǎn)子加熱快，正脹差呈上升的趨脹值大于汽缸膨脹值）。從沖轉(zhuǎn)到定速階段，轉(zhuǎn)子加熱快，正脹差呈上升的趨勢(shì)。當(dāng)采用中壓缸啟動(dòng)，則這階段脹差的變化主要發(fā)生在中壓缸。當(dāng)并網(wǎng)帶負(fù)勢(shì)。當(dāng)采用中壓缸啟動(dòng)，則這階段脹差的變化主要發(fā)生在中壓缸。當(dāng)并網(wǎng)帶負(fù)荷后，蒸汽溫度和流量的進(jìn)一步提高，蒸汽與汽缸、轉(zhuǎn)子的熱交換加劇，正脹荷后，蒸汽溫度和流量的進(jìn)一步提高，蒸汽與汽缸、轉(zhuǎn)子的熱交換加劇，正脹差增加較大。當(dāng)進(jìn)入準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)區(qū)或啟動(dòng)結(jié)束時(shí)，正脹差值達(dá)到最大。由于在啟動(dòng)差增加較大。當(dāng)進(jìn)入準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)區(qū)或啟動(dòng)結(jié)束時(shí)，正脹差值達(dá)到最大。由于在啟動(dòng)過(guò)

36、程中要進(jìn)行多次過(guò)程中要進(jìn)行多次暖機(jī)暖機(jī)，汽缸有足夠的膨脹時(shí)間，可緩解脹差大的矛盾。，汽缸有足夠的膨脹時(shí)間，可緩解脹差大的矛盾。 汽輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子和汽缸的金屬溫度接近同位置的蒸汽溫度。汽輪機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子和汽缸的金屬溫度接近同位置的蒸汽溫度。 負(fù)脹差：負(fù)脹差：當(dāng)甩負(fù)荷或停機(jī)時(shí)，流過(guò)汽輪機(jī)的蒸汽溫度會(huì)低于金屬溫度，同樣當(dāng)甩負(fù)荷或停機(jī)時(shí)，流過(guò)汽輪機(jī)的蒸汽溫度會(huì)低于金屬溫度，同樣地，轉(zhuǎn)子比汽缸冷卻快、收縮快，因此出現(xiàn)地，轉(zhuǎn)子比汽缸冷卻快、收縮快，因此出現(xiàn)負(fù)脹差負(fù)脹差。 汽輪機(jī)打閘停機(jī)后，在轉(zhuǎn)子情走階段脹差有所增加。其主要原因是：打閘汽輪機(jī)打閘停機(jī)后，在轉(zhuǎn)子情走階段脹差有所增加。其主要原因是：打

37、閘后調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，沒(méi)有蒸汽進(jìn)入通流部分，轉(zhuǎn)子摩擦鼓風(fēng)熱量使轉(zhuǎn)子溫度升高；后調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，沒(méi)有蒸汽進(jìn)入通流部分，轉(zhuǎn)子摩擦鼓風(fēng)熱量使轉(zhuǎn)子溫度升高； 泊松效應(yīng)：泊松效應(yīng)：轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，受離心力的作用，轉(zhuǎn)子發(fā)生變形，在徑向變轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，受離心力的作用，轉(zhuǎn)子發(fā)生變形，在徑向變粗和軸向變短（即力學(xué)中的泊松效應(yīng)）。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，離心力作用減小，大粗和軸向變短（即力學(xué)中的泊松效應(yīng)）。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，離心力作用減小，大軸變細(xì)變長(zhǎng)，使脹差向正的方向增加。對(duì)于低壓轉(zhuǎn)子，由于其直徑大，泊松效軸變細(xì)變長(zhǎng)，使脹差向正的方向增加。對(duì)于低壓轉(zhuǎn)子，由于其直徑大，泊松效應(yīng)更明顯。應(yīng)更明顯。 熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子、汽缸的金屬溫度較高，若

38、沖轉(zhuǎn)時(shí)蒸汽溫度偏低，則蒸熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子、汽缸的金屬溫度較高，若沖轉(zhuǎn)時(shí)蒸汽溫度偏低，則蒸汽對(duì)轉(zhuǎn)子和汽缸將起到冷卻作用，出現(xiàn)負(fù)脹差。汽對(duì)轉(zhuǎn)子和汽缸將起到冷卻作用，出現(xiàn)負(fù)脹差。17（5 5）影響膨脹的因素及控制措施）影響膨脹的因素及控制措施 1 1）汽輪機(jī)滑銷(xiāo)系統(tǒng)）汽輪機(jī)滑銷(xiāo)系統(tǒng)?；N(xiāo)系統(tǒng)是為了保證對(duì)汽輪機(jī)正常熱膨脹，運(yùn)行中。滑銷(xiāo)系統(tǒng)是為了保證對(duì)汽輪機(jī)正常熱膨脹，運(yùn)行中應(yīng)注意定期往滑動(dòng)面注油，保證滑動(dòng)面潤(rùn)滑及自由移動(dòng)。應(yīng)注意定期往滑動(dòng)面注油，保證滑動(dòng)面潤(rùn)滑及自由移動(dòng)。 2 2）蒸汽溫升（溫降）和流量變化速度）蒸汽溫升（溫降）和流量變化速度。蒸汽的溫升或流量變化越大，轉(zhuǎn)。蒸汽的溫升或流量變化越大，轉(zhuǎn)子

39、與汽缸的脹差也越大。因此，在啟、停過(guò)程中，要控制蒸汽溫度和流量變子與汽缸的脹差也越大。因此，在啟、停過(guò)程中，要控制蒸汽溫度和流量變化速度?；俣?。 3 3）軸封供汽溫度。）軸封供汽溫度。軸封供汽直接與汽輪機(jī)大軸接觸，其溫度的變化直接軸封供汽直接與汽輪機(jī)大軸接觸，其溫度的變化直接影響轉(zhuǎn)子的伸縮。熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，如果高中壓軸封汽源來(lái)自溫度較低的汽源，影響轉(zhuǎn)子的伸縮。熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，如果高中壓軸封汽源來(lái)自溫度較低的汽源，就會(huì)造成前軸封段大軸的急劇冷卻收縮，過(guò)大時(shí)，將導(dǎo)致動(dòng)靜部分的摩擦。就會(huì)造成前軸封段大軸的急劇冷卻收縮，過(guò)大時(shí)，將導(dǎo)致動(dòng)靜部分的摩擦。大型機(jī)組軸封供汽除了低溫汽源外，還設(shè)置了高溫汽源。大型機(jī)組

40、軸封供汽除了低溫汽源外，還設(shè)置了高溫汽源。 4 4）汽缸法蘭、螺栓加熱裝置）汽缸法蘭、螺栓加熱裝置。在啟、停過(guò)程中使用法蘭和螺栓加熱裝置，。在啟、停過(guò)程中使用法蘭和螺栓加熱裝置，可以有效地減小汽缸內(nèi)外壁、法蘭內(nèi)外、汽缸與法蘭、法蘭與螺栓的溫差，可以有效地減小汽缸內(nèi)外壁、法蘭內(nèi)外、汽缸與法蘭、法蘭與螺栓的溫差，加快汽缸的膨脹（收縮），起到控制膨脹和脹差的目的。但現(xiàn)在生產(chǎn)的機(jī)組，加快汽缸的膨脹（收縮），起到控制膨脹和脹差的目的。但現(xiàn)在生產(chǎn)的機(jī)組，由于汽缸采用窄、高型法蘭，取消了汽缸法蘭、螺栓加熱裝置。西門(mén)子產(chǎn)汽由于汽缸采用窄、高型法蘭，取消了汽缸法蘭、螺栓加熱裝置。西門(mén)子產(chǎn)汽輪機(jī)高壓缸為整體圓筒形

41、，取消了汽缸法蘭，使汽缸的溫度變化能更好地與輪機(jī)高壓缸為整體圓筒形，取消了汽缸法蘭，使汽缸的溫度變化能更好地與轉(zhuǎn)子同步。轉(zhuǎn)子同步。 18 5 5）凝汽器真空。）凝汽器真空。啟動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速或負(fù)荷一定時(shí)，改變真空可以調(diào)啟動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)速或負(fù)荷一定時(shí)，改變真空可以調(diào)整脹差。當(dāng)真空降低時(shí)，欲保持機(jī)組轉(zhuǎn)速或負(fù)荷不變，應(yīng)增加進(jìn)汽量，使高整脹差。當(dāng)真空降低時(shí)，欲保持機(jī)組轉(zhuǎn)速或負(fù)荷不變，應(yīng)增加進(jìn)汽量，使高壓轉(zhuǎn)子受熱加快，高壓缸正脹差增大。由于進(jìn)汽量增大，中、低壓缸摩擦鼓壓轉(zhuǎn)子受熱加快，高壓缸正脹差增大。由于進(jìn)汽量增大，中、低壓缸摩擦鼓風(fēng)熱容易被蒸汽帶走，因而轉(zhuǎn)子被加熱的程度減小，正脹差減小。當(dāng)凝汽

42、器風(fēng)熱容易被蒸汽帶走，因而轉(zhuǎn)子被加熱的程度減小，正脹差減小。當(dāng)凝汽器真空升高時(shí)，過(guò)程正好相反。真空升高時(shí)，過(guò)程正好相反。 6 6）汽缸保溫和疏水。）汽缸保溫和疏水。若汽缸保溫不好，會(huì)造成汽缸溫度分布不均勻且偏若汽缸保溫不好，會(huì)造成汽缸溫度分布不均勻且偏低，從而影響汽缸的充分膨脹，也使脹差增大。汽缸疏水不暢可能造成下缸低，從而影響汽缸的充分膨脹，也使脹差增大。汽缸疏水不暢可能造成下缸溫度偏低，影響汽缸膨脹，并容易引起汽缸變形。溫度偏低，影響汽缸膨脹，并容易引起汽缸變形。19 3 3汽輪機(jī)的熱變形汽輪機(jī)的熱變形 汽輪機(jī)啟動(dòng)、停機(jī)和負(fù)荷變化時(shí)，汽缸和轉(zhuǎn)子的內(nèi)外壁出現(xiàn)溫差，產(chǎn)生汽輪機(jī)啟動(dòng)、停機(jī)和負(fù)荷變

43、化時(shí)，汽缸和轉(zhuǎn)子的內(nèi)外壁出現(xiàn)溫差，產(chǎn)生熱應(yīng)力、熱變形。如果熱變形過(guò)大，可能造成通流部分動(dòng)靜間隙消失而碰摩。熱應(yīng)力、熱變形。如果熱變形過(guò)大，可能造成通流部分動(dòng)靜間隙消失而碰摩。若汽封碰摩，其徑向間隙擴(kuò)大，增大漏汽量，使經(jīng)濟(jì)性降低。另外動(dòng)靜部件若汽封碰摩，其徑向間隙擴(kuò)大，增大漏汽量，使經(jīng)濟(jì)性降低。另外動(dòng)靜部件的碰摩，會(huì)引起機(jī)組振動(dòng)，甚至產(chǎn)生大軸彎曲事故。的碰摩，會(huì)引起機(jī)組振動(dòng)，甚至產(chǎn)生大軸彎曲事故。（1 1）上下缸溫差引起的汽缸熱翹曲。）上下缸溫差引起的汽缸熱翹曲。在啟、停過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)上缸溫度高于在啟、停過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)上缸溫度高于下缸溫度，造成上缸膨脹大于下缸，從而使汽缸產(chǎn)生向上拱起的熱翹曲變形

44、。下缸溫度，造成上缸膨脹大于下缸，從而使汽缸產(chǎn)生向上拱起的熱翹曲變形。上下缸溫差產(chǎn)生的原因主要有四個(gè)。上下缸溫差產(chǎn)生的原因主要有四個(gè)。 1 1）上下缸散熱面積不同）上下缸散熱面積不同，下缸布置有回?zé)岢槠艿篮褪杷艿?，散熱面，下缸布置有回?zé)岢槠艿篮褪杷艿溃崦娣e大。積大。 2 2）在汽缸內(nèi)，溫度較高的蒸汽上升，而冷卻后的凝結(jié)水流至下）在汽缸內(nèi)，溫度較高的蒸汽上升，而冷卻后的凝結(jié)水流至下缸，形成缸，形成水膜，使下缸溫度下降。水膜，使下缸溫度下降。 3 3）停機(jī)后汽缸內(nèi)形成空氣對(duì)流，）停機(jī)后汽缸內(nèi)形成空氣對(duì)流，溫度較高的空氣上升回到上缸，下缸內(nèi)溫度較高的空氣上升回到上缸，下缸內(nèi)的空氣溫度較低

45、，增大了上下汽缸的溫差。的空氣溫度較低，增大了上下汽缸的溫差。 4 4）運(yùn)行中，下缸的保溫層易脫落，）運(yùn)行中，下缸的保溫層易脫落，而且下缸是置于溫度較低的運(yùn)行平臺(tái)而且下缸是置于溫度較低的運(yùn)行平臺(tái)以下并造成空氣對(duì)流，使上下汽缸冷卻條件不同，增大了溫差。以下并造成空氣對(duì)流，使上下汽缸冷卻條件不同，增大了溫差。20 上下缸溫差最大值往往出現(xiàn)在調(diào)節(jié)級(jí)附近，因此，汽缸熱翹曲值最大的上下缸溫差最大值往往出現(xiàn)在調(diào)節(jié)級(jí)附近，因此，汽缸熱翹曲值最大的部位也在調(diào)節(jié)級(jí)附近。由于汽缸變形上拱，使下部動(dòng)靜部件的徑向間隙減小，部位也在調(diào)節(jié)級(jí)附近。由于汽缸變形上拱，使下部動(dòng)靜部件的徑向間隙減小，同時(shí)隔板和葉輪也偏離正常情況

46、下所在的垂直平面，而使軸向間隙變化。因同時(shí)隔板和葉輪也偏離正常情況下所在的垂直平面，而使軸向間隙變化。因此汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)，上下汽缸溫差一般要求控制在此汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)，上下汽缸溫差一般要求控制在35503550范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 在啟動(dòng)過(guò)程中，為了控制上下汽缸溫差在，必須嚴(yán)格控制溫升速度，在啟動(dòng)過(guò)程中，為了控制上下汽缸溫差在，必須嚴(yán)格控制溫升速度，同時(shí)要使高壓加熱器一起啟動(dòng)。在啟動(dòng)過(guò)程中還要保證汽缸疏水暢通，不要同時(shí)要使高壓加熱器一起啟動(dòng)。在啟動(dòng)過(guò)程中還要保證汽缸疏水暢通，不要有積水；在維修方面，下汽缸要采用較好的保溫結(jié)構(gòu)和優(yōu)質(zhì)保溫材料，適當(dāng)有積水；在維修方面，下汽缸要采用較好的保溫結(jié)構(gòu)和優(yōu)質(zhì)保溫材料

47、，適當(dāng)加厚保溫層或者加裝擋風(fēng)板，以減少空氣對(duì)流。加厚保溫層或者加裝擋風(fēng)板，以減少空氣對(duì)流。（2 2）汽缸內(nèi)外壁和法蘭內(nèi)外壁溫差引起的熱變形。）汽缸內(nèi)外壁和法蘭內(nèi)外壁溫差引起的熱變形。大容量汽輪機(jī)的汽缸和法大容量汽輪機(jī)的汽缸和法蘭厚度大。在啟、停和負(fù)荷變化時(shí)，如果控制不當(dāng)，可能會(huì)出現(xiàn)較大的溫差，蘭厚度大。在啟、停和負(fù)荷變化時(shí)，如果控制不當(dāng)，可能會(huì)出現(xiàn)較大的溫差，使汽缸和法蘭產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，造成汽缸水平結(jié)合面法蘭內(nèi)凹或外凸變形。使汽缸和法蘭產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，造成汽缸水平結(jié)合面法蘭內(nèi)凹或外凸變形。汽缸橫截面變形對(duì)汽缸徑向間隙、法蘭水平結(jié)合面和法蘭螺栓的影響如下。汽缸橫截面變形對(duì)汽缸徑向間隙、法蘭水

48、平結(jié)合面和法蘭螺栓的影響如下。21 1 1）汽缸橫截面呈橢圓變形及對(duì)汽缸內(nèi)部徑向間隙的影響。）汽缸橫截面呈橢圓變形及對(duì)汽缸內(nèi)部徑向間隙的影響。在汽缸的中間橫在汽缸的中間橫截面上，將產(chǎn)生立橢圓變形，引起該處垂直方向動(dòng)靜部件間的徑向間隙增大，截面上，將產(chǎn)生立橢圓變形，引起該處垂直方向動(dòng)靜部件間的徑向間隙增大，使漏汽增大；在汽缸兩端，產(chǎn)生橫橢圓變形，引起該處垂直向動(dòng)靜部件間的使漏汽增大；在汽缸兩端，產(chǎn)生橫橢圓變形，引起該處垂直向動(dòng)靜部件間的徑向間隙減小或消失，導(dǎo)致汽缸內(nèi)部頂部和底部摩擦；該處水平向動(dòng)靜部件徑向間隙減小或消失，導(dǎo)致汽缸內(nèi)部頂部和底部摩擦；該處水平向動(dòng)靜部件間的徑向間隙增大，導(dǎo)致漏汽增大

49、。間的徑向間隙增大，導(dǎo)致漏汽增大。 2 2）汽缸橫截面呈橢圓變形對(duì)汽缸法蘭水平結(jié)合面的影響。）汽缸橫截面呈橢圓變形對(duì)汽缸法蘭水平結(jié)合面的影響。當(dāng)汽缸橫截面出當(dāng)汽缸橫截面出現(xiàn)立橢圓變形時(shí)，汽缸法蘭水平結(jié)合面將出現(xiàn)內(nèi)張口，在螺栓的壓緊力作用現(xiàn)立橢圓變形時(shí)，汽缸法蘭水平結(jié)合面將出現(xiàn)內(nèi)張口，在螺栓的壓緊力作用下，結(jié)合點(diǎn)局部壓應(yīng)力增大。結(jié)合面金屬將產(chǎn)生塑性變形，使結(jié)合面的密封下，結(jié)合點(diǎn)局部壓應(yīng)力增大。結(jié)合面金屬將產(chǎn)生塑性變形，使結(jié)合面的密封性能下降，導(dǎo)致汽缸漏汽。同理，當(dāng)汽缸橫截面出現(xiàn)橫橢圓變形時(shí)，汽缸法性能下降，導(dǎo)致汽缸漏汽。同理，當(dāng)汽缸橫截面出現(xiàn)橫橢圓變形時(shí)，汽缸法蘭水平結(jié)合面將出現(xiàn)外張口，造成同樣

50、的危害。蘭水平結(jié)合面將出現(xiàn)外張口，造成同樣的危害。 3 3）汽缸橫截面呈橢圓變形對(duì)法蘭螺栓受力的影響。）汽缸橫截面呈橢圓變形對(duì)法蘭螺栓受力的影響。當(dāng)汽缸橫截面產(chǎn)生橢圓當(dāng)汽缸橫截面產(chǎn)生橢圓變形時(shí)，導(dǎo)致螺栓拉斷或螺帽結(jié)合面壓壞等事故發(fā)生。變形時(shí)，導(dǎo)致螺栓拉斷或螺帽結(jié)合面壓壞等事故發(fā)生。 法蘭及汽缸產(chǎn)生上述變形的根本原因，是由于內(nèi)外壁溫差過(guò)大所致。大法蘭及汽缸產(chǎn)生上述變形的根本原因，是由于內(nèi)外壁溫差過(guò)大所致。大型汽輪機(jī)采用雙層缸、窄高形法蘭，能有效減小法蘭內(nèi)外溫差，減小汽缸熱型汽輪機(jī)采用雙層缸、窄高形法蘭，能有效減小法蘭內(nèi)外溫差，減小汽缸熱變形。變形。 在啟、停過(guò)程中，要求將調(diào)節(jié)級(jí)處的法蘭內(nèi)外溫差控

51、制在在啟、停過(guò)程中，要求將調(diào)節(jié)級(jí)處的法蘭內(nèi)外溫差控制在3010030100左右。左右。22 （3 3）轉(zhuǎn)子熱彎曲）轉(zhuǎn)子熱彎曲 上拱熱變形：上拱熱變形：轉(zhuǎn)子位于汽缸內(nèi)，當(dāng)汽缸出現(xiàn)上下溫差時(shí)，轉(zhuǎn)子溫度分布也轉(zhuǎn)子位于汽缸內(nèi)，當(dāng)汽缸出現(xiàn)上下溫差時(shí)，轉(zhuǎn)子溫度分布也會(huì)受到影響。轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)上部溫度高于下部，上部膨脹大于下部，會(huì)受到影響。轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)上部溫度高于下部，上部膨脹大于下部，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子產(chǎn)生上拱熱變形。導(dǎo)致轉(zhuǎn)子產(chǎn)生上拱熱變形。 彈性彎曲：彈性彎曲：當(dāng)汽缸上下溫度趨于平穩(wěn)，溫差消失，轉(zhuǎn)子的徑向溫差和彎曲當(dāng)汽缸上下溫度趨于平穩(wěn)，溫差消失，轉(zhuǎn)子的徑向溫差和彎曲變形消失，恢復(fù)原狀。轉(zhuǎn)子的這種暫

52、態(tài)的彎曲，稱(chēng)為彈性彎曲或暫態(tài)彎曲。變形消失，恢復(fù)原狀。轉(zhuǎn)子的這種暫態(tài)的彎曲，稱(chēng)為彈性彎曲或暫態(tài)彎曲。 塑性彎曲：塑性彎曲：當(dāng)轉(zhuǎn)子徑向溫差過(guò)大，其熱應(yīng)力超過(guò)材料屈服極限時(shí)，將造成當(dāng)轉(zhuǎn)子徑向溫差過(guò)大，其熱應(yīng)力超過(guò)材料屈服極限時(shí)，將造成轉(zhuǎn)子塑性彎曲或稱(chēng)永久性彎曲。轉(zhuǎn)子產(chǎn)生永久性彎曲屬于惡性事故，應(yīng)盡量轉(zhuǎn)子塑性彎曲或稱(chēng)永久性彎曲。轉(zhuǎn)子產(chǎn)生永久性彎曲屬于惡性事故，應(yīng)盡量避免。避免。 自然彎曲：自然彎曲：轉(zhuǎn)子在沒(méi)有溫差的情況下支承在兩軸承之間，由于重力的作用轉(zhuǎn)子在沒(méi)有溫差的情況下支承在兩軸承之間，由于重力的作用會(huì)自然下垂彎曲，稱(chēng)為自然彎曲或原始彎曲。會(huì)自然下垂彎曲，稱(chēng)為自然彎曲或原始彎曲。 當(dāng)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)上下

53、溫差時(shí)，其彎曲值就是原始彎曲與熱彎曲值之和。汽當(dāng)轉(zhuǎn)子出現(xiàn)上下溫差時(shí)，其彎曲值就是原始彎曲與熱彎曲值之和。汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)前，轉(zhuǎn)子僅有自然彎曲，而熱態(tài)啟動(dòng)前是兩種彎曲的疊加。汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)前，轉(zhuǎn)子僅有自然彎曲，而熱態(tài)啟動(dòng)前是兩種彎曲的疊加。汽輪機(jī)盤(pán)車(chē)裝置的一個(gè)作用就是通過(guò)低速盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)子，消除轉(zhuǎn)子上下溫差，從而輪機(jī)盤(pán)車(chē)裝置的一個(gè)作用就是通過(guò)低速盤(pán)動(dòng)轉(zhuǎn)子，消除轉(zhuǎn)子上下溫差，從而減小轉(zhuǎn)子的熱彎曲值。減小轉(zhuǎn)子的熱彎曲值。23 轉(zhuǎn)子的熱彎曲值轉(zhuǎn)子的熱彎曲值與溫差成正比，與轉(zhuǎn)軸中部直徑成反比。彎曲引起轉(zhuǎn)子與溫差成正比，與轉(zhuǎn)軸中部直徑成反比。彎曲引起轉(zhuǎn)子質(zhì)量中心偏移而產(chǎn)生不平衡離心力。不平衡離心力是引起轉(zhuǎn)子振動(dòng)的

54、重要原質(zhì)量中心偏移而產(chǎn)生不平衡離心力。不平衡離心力是引起轉(zhuǎn)子振動(dòng)的重要原因之一，如果在彎曲情況下進(jìn)行啟動(dòng)，將產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。因之一，如果在彎曲情況下進(jìn)行啟動(dòng)，將產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。 轉(zhuǎn)子彎曲過(guò)大會(huì)引起轉(zhuǎn)子彎曲過(guò)大會(huì)引起轉(zhuǎn)子振動(dòng)、通流部分、前后軸封、隔板汽封及葉頂轉(zhuǎn)子振動(dòng)、通流部分、前后軸封、隔板汽封及葉頂汽封的徑向間隙，產(chǎn)生動(dòng)靜摩擦，進(jìn)一步助長(zhǎng)振動(dòng)。同時(shí)，大軸的局部可能汽封的徑向間隙，產(chǎn)生動(dòng)靜摩擦，進(jìn)一步助長(zhǎng)振動(dòng)。同時(shí)，大軸的局部可能與汽封體嚴(yán)重摩擦，產(chǎn)生永久變形或裂紋。轉(zhuǎn)子最大彎曲值一般在調(diào)節(jié)級(jí)附與汽封體嚴(yán)重摩擦，產(chǎn)生永久變形或裂紋。轉(zhuǎn)子最大彎曲值一般在調(diào)節(jié)級(jí)附近。近。 由于轉(zhuǎn)子彎曲引起的危害很大，

55、故在沖轉(zhuǎn)啟動(dòng)之前，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子的熱彎曲由于轉(zhuǎn)子彎曲引起的危害很大，故在沖轉(zhuǎn)啟動(dòng)之前，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子的熱彎曲進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)視及控制。合格后才能沖轉(zhuǎn)，否則應(yīng)繼續(xù)盤(pán)車(chē)。進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)視及控制。合格后才能沖轉(zhuǎn)，否則應(yīng)繼續(xù)盤(pán)車(chē)。24 二、汽輪機(jī)的啟動(dòng)方式及沖轉(zhuǎn)參數(shù)的確定二、汽輪機(jī)的啟動(dòng)方式及沖轉(zhuǎn)參數(shù)的確定 汽輪機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程是將機(jī)組從靜止?fàn)顟B(tài)通過(guò)盤(pán)車(chē)、沖轉(zhuǎn)升速到達(dá)額定轉(zhuǎn)汽輪機(jī)的啟動(dòng)過(guò)程是將機(jī)組從靜止?fàn)顟B(tài)通過(guò)盤(pán)車(chē)、沖轉(zhuǎn)升速到達(dá)額定轉(zhuǎn)速、并網(wǎng)并逐步升負(fù)荷到額定值的加熱過(guò)程。啟動(dòng)操作的關(guān)鍵就是根據(jù)啟動(dòng)速、并網(wǎng)并逐步升負(fù)荷到額定值的加熱過(guò)程。啟動(dòng)操作的關(guān)鍵就是根據(jù)啟動(dòng)前汽輪機(jī)的金屬溫度水平和啟動(dòng)要求，采用科學(xué)合理的加熱方式，要

56、安全可前汽輪機(jī)的金屬溫度水平和啟動(dòng)要求，采用科學(xué)合理的加熱方式，要安全可靠、壽命損耗合理，用較短的時(shí)間及較少的資源耗費(fèi)，依序啟動(dòng)各主、輔機(jī)靠、壽命損耗合理，用較短的時(shí)間及較少的資源耗費(fèi)，依序啟動(dòng)各主、輔機(jī)及系統(tǒng)，將汽缸及轉(zhuǎn)子的金屬溫度提高到額定負(fù)荷所對(duì)應(yīng)的溫度水平。及系統(tǒng)，將汽缸及轉(zhuǎn)子的金屬溫度提高到額定負(fù)荷所對(duì)應(yīng)的溫度水平。 汽輪機(jī)的啟停要綜合考慮轉(zhuǎn)子壽命、熱變形和脹差各方面的因素，通過(guò)汽輪機(jī)的啟停要綜合考慮轉(zhuǎn)子壽命、熱變形和脹差各方面的因素，通過(guò)分析計(jì)算及試驗(yàn)確定最佳沖轉(zhuǎn)參數(shù)和溫升率。分析計(jì)算及試驗(yàn)確定最佳沖轉(zhuǎn)參數(shù)和溫升率。（一）汽輪機(jī)的啟動(dòng)方式（一）汽輪機(jī)的啟動(dòng)方式 1 1按新蒸汽參數(shù)分

57、類(lèi)按新蒸汽參數(shù)分類(lèi) （1 1）額定參數(shù)啟動(dòng)。）額定參數(shù)啟動(dòng)。額定參數(shù)啟動(dòng)時(shí)，從沖轉(zhuǎn)到帶額定負(fù)荷，汽輪機(jī)額定參數(shù)啟動(dòng)時(shí)，從沖轉(zhuǎn)到帶額定負(fù)荷，汽輪機(jī)前蒸汽參數(shù)始終保持額定值。額定參數(shù)啟動(dòng)，新蒸汽壓力和溫度高，蒸汽管前蒸汽參數(shù)始終保持額定值。額定參數(shù)啟動(dòng)，新蒸汽壓力和溫度高，蒸汽管道、閥門(mén)和本體的金屬部件會(huì)產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形，使脹差增大。因道、閥門(mén)和本體的金屬部件會(huì)產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形，使脹差增大。因此，采用額定參數(shù)啟動(dòng)，必須延長(zhǎng)升速和暖機(jī)的時(shí)間。此，采用額定參數(shù)啟動(dòng)，必須延長(zhǎng)升速和暖機(jī)的時(shí)間。25（2 2）滑參數(shù)啟動(dòng)）滑參數(shù)啟動(dòng) 滑參數(shù)啟動(dòng)時(shí)，汽輪機(jī)前蒸汽參數(shù)隨機(jī)組的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷滑參數(shù)啟動(dòng)

58、時(shí)，汽輪機(jī)前蒸汽參數(shù)隨機(jī)組的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的增加而逐漸升高?；瑓?shù)啟動(dòng)有真空法和壓力法兩種方式。的增加而逐漸升高?；瑓?shù)啟動(dòng)有真空法和壓力法兩種方式。 1 1）真空法滑參數(shù)啟動(dòng)）真空法滑參數(shù)啟動(dòng)：鍋爐點(diǎn)火前，鍋爐到汽輪機(jī)蒸汽管道上的所有閥：鍋爐點(diǎn)火前，鍋爐到汽輪機(jī)蒸汽管道上的所有閥門(mén)全部開(kāi)啟，抽真空設(shè)備投入，真空直達(dá)鍋爐汽包或汽水分離器。鍋爐點(diǎn)火門(mén)全部開(kāi)啟，抽真空設(shè)備投入，真空直達(dá)鍋爐汽包或汽水分離器。鍋爐點(diǎn)火產(chǎn)生一定蒸汽后，轉(zhuǎn)子即被自動(dòng)沖轉(zhuǎn)。此后，汽輪機(jī)升速和升負(fù)荷全部由鍋產(chǎn)生一定蒸汽后，轉(zhuǎn)子即被自動(dòng)沖轉(zhuǎn)。此后，汽輪機(jī)升速和升負(fù)荷全部由鍋爐來(lái)調(diào)整控制。爐來(lái)調(diào)整控制。 2 2）壓力法滑參數(shù)啟動(dòng)：）

59、壓力法滑參數(shù)啟動(dòng)：沖轉(zhuǎn)前汽輪機(jī)前具有一定的新蒸汽壓力，沖轉(zhuǎn)和沖轉(zhuǎn)前汽輪機(jī)前具有一定的新蒸汽壓力，沖轉(zhuǎn)和升速由汽輪機(jī)主汽閥或調(diào)節(jié)汽閥控制實(shí)現(xiàn)。沖轉(zhuǎn)、升速、帶初始負(fù)荷的過(guò)程升速由汽輪機(jī)主汽閥或調(diào)節(jié)汽閥控制實(shí)現(xiàn)。沖轉(zhuǎn)、升速、帶初始負(fù)荷的過(guò)程中，鍋爐維持一定的壓力，汽溫則按一定規(guī)律升高。到達(dá)一定的初始負(fù)荷以中，鍋爐維持一定的壓力，汽溫則按一定規(guī)律升高。到達(dá)一定的初始負(fù)荷以后，鍋爐的汽溫、汽壓同時(shí)開(kāi)始滑升，逐步增加機(jī)組的負(fù)荷。目前大多數(shù)高后，鍋爐的汽溫、汽壓同時(shí)開(kāi)始滑升，逐步增加機(jī)組的負(fù)荷。目前大多數(shù)高參數(shù)大容量的汽輪機(jī)均采用壓力法滑參數(shù)啟動(dòng)。參數(shù)大容量的汽輪機(jī)均采用壓力法滑參數(shù)啟動(dòng)。26 2 2按沖轉(zhuǎn)

60、時(shí)的進(jìn)汽方式分類(lèi)按沖轉(zhuǎn)時(shí)的進(jìn)汽方式分類(lèi) (1)(1)高、中壓缸聯(lián)合啟動(dòng)高、中壓缸聯(lián)合啟動(dòng) 聯(lián)合啟動(dòng)時(shí)，蒸汽同時(shí)進(jìn)入高、中壓缸沖聯(lián)合啟動(dòng)時(shí)，蒸汽同時(shí)進(jìn)入高、中壓缸沖動(dòng)轉(zhuǎn)子。由于再熱汽溫滯后于主汽溫，使高、中壓缸產(chǎn)生一定的溫差。對(duì)于動(dòng)轉(zhuǎn)子。由于再熱汽溫滯后于主汽溫，使高、中壓缸產(chǎn)生一定的溫差。對(duì)于高、中壓分缸布置的機(jī)組，其膨脹不易控制。對(duì)于高、中壓合缸的機(jī)組，其高、中壓分缸布置的機(jī)組，其膨脹不易控制。對(duì)于高、中壓合缸的機(jī)組，其結(jié)合部同步加熱，熱應(yīng)力小，并能縮短啟動(dòng)時(shí)間。結(jié)合部同步加熱，熱應(yīng)力小，并能縮短啟動(dòng)時(shí)間。 (2)(2)中壓缸啟動(dòng)中壓缸啟動(dòng) 啟動(dòng)時(shí)，高壓缸不進(jìn)汽，由中壓缸進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)。待轉(zhuǎn)速啟動(dòng)