汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中脹差偏大的原因分析及優(yōu)化措施

1、汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中脹差偏大的原因分析及優(yōu)化措施論文摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了脹差的概念及脹差過(guò)大的危害，從我廠汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)脹差正值偏大的實(shí)際現(xiàn)象進(jìn)行分析，提出控制脹差正值偏大的相應(yīng)措施。關(guān)鍵詞：汽輪機(jī),冷態(tài)啟動(dòng),脹差0概述我廠汽輪機(jī)型號(hào)為CC360/251.6-24.2/1.3/0.45/566/566，為東方汽輪機(jī)制造的超臨界、一次中間再熱、單抽、三缸兩排汽、雙抽可調(diào)供熱、凝汽式汽輪機(jī)。主再熱蒸汽溫度均為566，高中壓轉(zhuǎn)子、低壓轉(zhuǎn)子均是由整體合金鋼鍛件加工的無(wú)中心孔轉(zhuǎn)子，高中壓轉(zhuǎn)子為雙流結(jié)構(gòu)，反向布置；低壓轉(zhuǎn)子為雙流對(duì)稱結(jié)構(gòu)。高壓汽缸為雙層缸，中壓汽缸為雙層缸，低壓汽缸為三層缸。機(jī)組

2、投運(yùn)后的屢次啟動(dòng)過(guò)程中，高壓和中壓脹差偏大，常接近報(bào)警值，影響啟機(jī)并網(wǎng)及升負(fù)荷速度。1脹差概述1.1脹差的定義當(dāng)汽輪機(jī)啟停及負(fù)荷變化時(shí)，轉(zhuǎn)子和汽缸均會(huì)膨脹或者收縮。由于轉(zhuǎn)子的質(zhì)量比汽缸小，且轉(zhuǎn)子受熱外表積比汽缸要大，因此蒸汽對(duì)轉(zhuǎn)子外表的放熱系數(shù)較大。在相同的條件下，轉(zhuǎn)子溫度變化比汽缸快，轉(zhuǎn)子和汽缸的膨脹存在著差值，定義為相對(duì)膨脹差脹差。當(dāng)轉(zhuǎn)子膨脹量大于汽缸膨脹量時(shí)為正脹差，當(dāng)轉(zhuǎn)子膨脹量小于汽缸膨脹量時(shí)為負(fù)脹差。1.2脹差大的危害啟動(dòng)過(guò)程中，脹差偏大不僅延緩啟機(jī)速度，當(dāng)脹差超過(guò)規(guī)定值時(shí)，就會(huì)使汽輪機(jī)動(dòng)靜間的軸向間隙消失，發(fā)生動(dòng)靜摩擦，引起汽輪機(jī)組振動(dòng)增大，甚至掉葉片、大軸彎曲等嚴(yán)重事故。無(wú)論是正

3、差脹還是負(fù)差脹，到達(dá)某一數(shù)值，汽輪機(jī)軸向動(dòng)靜局部就要相碰發(fā)生摩擦。2冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中脹差正值偏大的原因2.1汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度高，沖轉(zhuǎn)參數(shù)與廠家推薦的沖轉(zhuǎn)參數(shù)有偏差適宜的啟動(dòng)參數(shù)能夠減少轉(zhuǎn)子和汽缸的膨脹差，沖轉(zhuǎn)參數(shù)較高，轉(zhuǎn)子和汽缸的溫差也大，引起脹差也大。2.2軸封供汽溫度高本廠有兩臺(tái)同型號(hào)機(jī)組，啟機(jī)過(guò)程中用輔助蒸汽供軸封，而輔助蒸汽汽源鄰機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，四抽溫度380，高于廠家說(shuō)明書(shū)推薦值208260。由于軸封供汽直接與汽輪機(jī)大軸接觸，因此軸封供汽溫度的變化直接影響轉(zhuǎn)子的伸縮。2.3高壓缸倒暖不充分，中壓缸正暖管道太細(xì)本廠高壓缸采用輔汽倒暖，中壓缸采用輔汽正暖，暖機(jī)時(shí)間點(diǎn)為鍋爐點(diǎn)火后。本廠采用中壓缸

4、啟動(dòng)，高壓缸倒暖完成后進(jìn)行悶缸，在沖轉(zhuǎn)時(shí)，需開(kāi)啟高排通風(fēng)閥以防止高壓缸葉片過(guò)熱。在開(kāi)啟高排通風(fēng)閥時(shí)，高壓缸缸溫下降較快，說(shuō)明高壓缸未充分加熱，只是外表測(cè)點(diǎn)溫度到達(dá)了倒暖缸所做的要求。而中壓缸正暖的管道太細(xì)，一局部取自中聯(lián)門(mén)閥后的疏水管道進(jìn)入中壓缸，造成進(jìn)汽量缺乏，中壓缸正暖不充分。2.4高中壓夾層加熱裝置未發(fā)揮作用本廠高壓缸夾層加熱汽源中壓缸啟動(dòng)過(guò)程中，在切缸完成后，高壓缸外缸溫度已經(jīng)高于冷再熱蒸汽溫度，此時(shí)假設(shè)投入高壓缸夾層加熱，只能起到冷卻高壓缸的作用，因此高壓缸夾層加熱無(wú)法投入。本廠汽輪機(jī)中壓缸啟動(dòng)后，中壓缸夾層加熱汽源取自中聯(lián)門(mén)門(mén)后的疏水管道，造成中壓缸夾層加熱汽量缺乏。兩者均造成了外

5、缸無(wú)法盡快膨脹。2.5升速過(guò)快，暖機(jī)時(shí)間缺乏暖機(jī)能夠使汽輪機(jī)各部金屬溫度得到充分的預(yù)熱，減少汽缸法蘭內(nèi)外壁，法蘭與螺栓之間的溫差，轉(zhuǎn)子外表和中心的溫差，從而減少金屬內(nèi)部應(yīng)力，使汽缸、法蘭及轉(zhuǎn)子均勻膨脹，各脹差值在平安范圍內(nèi)變化。暖機(jī)時(shí)間缺乏會(huì)造成汽缸無(wú)法得到充分膨脹，轉(zhuǎn)子和汽缸的膨脹差值偏大。3控制措施3.1嚴(yán)格控制啟動(dòng)初參數(shù)啟動(dòng)時(shí)加強(qiáng)與鍋爐專業(yè)人員聯(lián)系，嚴(yán)格控制啟動(dòng)參數(shù)。初參數(shù)控制低，有利于增加進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量，便于汽輪機(jī)暖缸，同時(shí)，主蒸汽溫度控制低，也會(huì)限制汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的溫升速度，減少正脹差的出現(xiàn)。3.2采用合理的軸封供汽溫度，適當(dāng)縮短軸封供汽壓力及送汽封時(shí)間機(jī)組在正常運(yùn)行中，冷再熱蒸汽

6、溫度要低于四抽溫度。輔汽汽源設(shè)計(jì)了冷再和四抽，冷態(tài)啟機(jī)時(shí)可采用鄰機(jī)冷再熱蒸汽作為輔汽汽源，適當(dāng)降低軸封供汽溫度。冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，盡量縮短送汽封時(shí)間，在不影響真空的情況下汽封壓力盡量降低。3.3充分進(jìn)行高壓缸倒暖適當(dāng)將高壓缸暖缸時(shí)間提前，當(dāng)高壓缸內(nèi)部外表溫度到達(dá)暖缸規(guī)定值后，停止倒暖后觀察，假設(shè)缸溫下降，那么反復(fù)進(jìn)行倒暖，讓高壓缸進(jìn)行充分加熱。3.4高壓缸夾層加熱裝置及中壓缸夾層加熱管道改造高壓缸夾層加熱汽源可改造為主汽，具體接口可取自主汽供軸封的管路，讓高壓缸夾層加熱在啟動(dòng)過(guò)程中發(fā)揮實(shí)際作用。中壓缸夾層加熱進(jìn)汽管路可適當(dāng)改粗，讓中壓缸夾層加熱汽量充足。3.5升速過(guò)程中充分暖機(jī)按照設(shè)置的暖機(jī)點(diǎn)充分暖機(jī)。假設(shè)升速或升負(fù)荷后脹差有不斷增大的趨勢(shì)，應(yīng)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速或負(fù)荷繼續(xù)暖機(jī)，不要時(shí)可以降低轉(zhuǎn)速或負(fù)荷。3.6充分疏放水充分的疏放水可以提高低汽缸的溫度，降低上下缸的溫差，也就提高了汽缸整體的平均溫度。各抽汽管道充分疏放水，能夠提高各抽汽口的溫度，相應(yīng)提高汽缸的整體平均溫度。同時(shí)，能夠使各抽汽管道充分膨脹，減少抽汽管道阻礙汽缸熱膨脹現(xiàn)象的發(fā)生。3.7低壓加熱器隨機(jī)啟動(dòng)脹差產(chǎn)生的主要原因是汽缸加熱慢，而轉(zhuǎn)子加熱快，采用低壓加熱器隨機(jī)滑啟，能夠使下汽缸汽流流動(dòng)充分，徹底排盡積水，提升了下汽缸的加熱速度，使得下汽缸盡快脹出，從而減少了正脹差。3.8并列后全周進(jìn)汽，適當(dāng)降低主