汽輪機(jī)軸向位移和脹差

1、汽輪機(jī)的熱膨脹和脹差摘要：關(guān)鍵詞： 汽輪機(jī) 軸向位移、脹差1、軸向位移和脹差的概念 軸位移指的是軸的位移量而脹差則指的是軸相對(duì)于汽缸的相對(duì)膨脹量 , 一般軸 向位移變化時(shí)其數(shù)值較小。軸向位移為正值時(shí)，大軸向發(fā)電機(jī)方向移，若此時(shí)汽缸 膨脹遠(yuǎn)小于軸的膨脹 , 差脹不一定向正值方向變化；如果機(jī)組參數(shù)不變，負(fù)荷穩(wěn)定， 差脹與軸向位移不發(fā)生變化。機(jī)組啟停過(guò)程中及蒸汽參數(shù)變化時(shí)，差脹將會(huì)發(fā)生變 化，由于負(fù)荷的變化而軸向位移也一定發(fā)生變化。運(yùn)行中軸向位移變化，必然引起 差脹的變化。2、軸向位移和脹差產(chǎn)生的原因影響機(jī)組差脹的因素 使脹差向正值增大的主要因素簡(jiǎn)述如下：1）啟動(dòng)時(shí)暖機(jī)時(shí)間太短，升速太快或升負(fù)荷太快

2、。2）汽缸夾層、法蘭加熱裝置的加熱汽溫太低或流量較低，引起汽加熱的作用較 弱。3）滑銷系統(tǒng)或軸承臺(tái)板的滑動(dòng)性能差，易卡澀。4）軸封汽溫度過(guò)高或軸封供汽量過(guò)大，引起軸頸過(guò)份伸長(zhǎng)。5）機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)汽壓力、溫度、流量等參數(shù)過(guò)高。6）推力軸承磨損，軸向位移增大。7）汽缸保溫層的保溫效果不佳或保溫層脫落，在嚴(yán)禁季節(jié)里，汽機(jī)房室溫太低 或有穿堂冷風(fēng)。8）雙層缸的夾層中流入冷汽（或冷水）。9）脹差指示器零點(diǎn)不準(zhǔn)或觸點(diǎn)磨損，引起數(shù)字偏差。10）多轉(zhuǎn)子機(jī)組，相鄰轉(zhuǎn)子脹差變化帶來(lái)的互相影響。11）真空變化的影響。12）轉(zhuǎn)速變化的影響。13）各級(jí)抽汽量變化的影響，若一級(jí)抽汽停用，則影響高差很明顯。14）軸承油溫太

3、高。15 ）機(jī)組停機(jī)惰走過(guò)程中由于 “泊桑效應(yīng) ”的影響。l 負(fù)價(jià)苛變化速度的影響當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)， 各級(jí)蒸汽流量發(fā)生變化， 特別是在低負(fù)荷范圍內(nèi)， 各級(jí)蒸汽溫度 的變化較大， 負(fù)荷增長(zhǎng)速度愈快， 蒸汽的溫升速度也愈快 與金屬表向降負(fù)荷速 度加快，汽缸和轉(zhuǎn)子溫升速度的差別愈大。負(fù)荷增加速度加快，正差脹增大；降 負(fù)荷速度加快，正差脹縮小，以致出現(xiàn)負(fù)差脹。2軸封供氣溫度的影響軸封供氣對(duì)轉(zhuǎn)子的軸封段和軸封體加熱， 由于軸封體是嵌在汽缸兩端， 其膨脹對(duì) 汽缸軸同長(zhǎng)度幾乎沒(méi)有影響， 但轉(zhuǎn)子軸封段的膨脹卻影響轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度， 因而使 正 差脹加大。 由于軸封段占轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度的比例較小， 故對(duì)總差脹影響較小， 可是軸封

4、 處的局部差脹卻比較大。若軸封供氣溫度過(guò)高，則出現(xiàn)正差脹過(guò)大；反之，負(fù)差 脹 過(guò)大。一般規(guī)定軸封氣溫度略高于軸封金屬溫度。3環(huán)境溫度的影響低壓差脹對(duì)環(huán)境溫度較敏感。環(huán)境溫度升高，低壓差脹變小，環(huán)境溫度降低，低 壓差脹升高。主要原因一方面是環(huán)境溫度降低，低壓缸冷卻加劇（低壓缸無(wú)保 溫）；另一方面是循環(huán)水溫度降低使真空升高，排氣溫度降低，缸溫下降。經(jīng)觀 察，在不同負(fù)荷下，變化規(guī)律是一樣的。在同一負(fù)荷下，冬季跟夏季低壓差脹相 差 15%。4摩擦鼓風(fēng)的影響在機(jī)組啟動(dòng)和低負(fù)荷階段， 蒸汽流量較小， 而高中低壓級(jí)內(nèi)產(chǎn)生較大的鼓風(fēng)摩擦 損失（與轉(zhuǎn)速三次方成正比） ，損失產(chǎn)生的熱量被蒸汽吸收， 使其溫度升高。

5、 由 于葉輪直接與蒸汽相摩擦， 因此轉(zhuǎn)子溫度比汽缸溫度高， 故出現(xiàn)正差脹。 隨著轉(zhuǎn) 速升高，轉(zhuǎn)子摩擦鼓風(fēng)損失產(chǎn)生的熱量相應(yīng)加大， 但此時(shí)由于流量增加， 使產(chǎn)生 的 鼓風(fēng)損失的級(jí)數(shù)相應(yīng)減少，因此每千克蒸汽吸收摩擦鼓風(fēng)損失產(chǎn)生的熱量先 隨轉(zhuǎn)速升高而增大， 使高中低壓缸正差脹增大， 后又隨轉(zhuǎn)速升高而相應(yīng)減少， 對(duì) 差脹的影 響逐漸減少。5真空對(duì)低壓差脹的影視真空降低，一方面排氣溫度升高，低壓缸排氣口壓力升高，缸體內(nèi)外壓差減少， 兩者促進(jìn)低壓缸缸體膨脹，從而減少低壓差脹。另一方面，若軸封氣壓不變，低 壓缸軸封段軸封氣量減少，轉(zhuǎn)子加熱減弱，也使低壓差脹減少。3、軸向位移和脹差的危害1泊桑效應(yīng)影響機(jī)組低壓

6、差脹約 10%，所以開(kāi)機(jī)沖轉(zhuǎn)前，低壓差脹應(yīng)保證 10% 以上。在停機(jī)過(guò)程中盡量減少低壓差脹（最好控制在 90以下），當(dāng)?shù)蛪翰蠲?超過(guò) 110%，必須緊急停機(jī)，這時(shí)隨著轉(zhuǎn)速下降，低壓差脹會(huì)超過(guò)120%，在低轉(zhuǎn)速區(qū)可能會(huì)有動(dòng)靜摩擦。2在冬季低壓差脹過(guò)高時(shí)，要注意軸封氣母管壓力，若壓力過(guò)高可適當(dāng)調(diào)低， 也可用降低真空方法來(lái)減少低壓差脹。 冬季減少開(kāi)窗的地方， 這是冬季減少低壓 差脹有效措施。3極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，軸封供氣盡量選擇高溫氣源，輔氣作為氣源時(shí)，必須保證其 溫度控制在270C左右，若溫度太低，將造成高壓軸封段大軸急劇冷卻收縮，有 可能導(dǎo)致前幾級(jí)動(dòng)靜摩擦。4冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，軸封氣源高于大軸金屬溫度，大軸將局部受熱伸長(zhǎng)，出現(xiàn)較大 的正差脹。因此要選擇與軸封金屬溫度相匹配的氣源， 不拖延啟動(dòng)時(shí)間。 低壓 差 脹過(guò)大，可采用降低真空來(lái)調(diào)節(jié)， 盡量提前沖轉(zhuǎn)升速。 機(jī)組啟動(dòng)階段低壓正差脹 超過(guò)限值時(shí)，可破壞真空停軸封氣，待差脹正常后重新啟動(dòng)。5機(jī)組倒缸前，主蒸汽氣溫至少比高壓缸金屬溫度高50E以上，倒缸前應(yīng)考慮軸向位移對(duì)高壓差脹影響。6機(jī)組啟停階段差脹變化幅度大，影響因素多，調(diào)整難度大，因此要嚴(yán)格