汽轮机上下缸温差大的原因及处理

汽轮机上下缸温差大的原因及处理

李建民

（陕西新元洁能有限公司陕西榆林719400）

摘要：高压汽轮机启动与停机过程中,很容易使上下汽缸产生温差。甚至有时机组停机后,由于汽缸保温层脱落,造成上下缸温差达到130℃左右。通常上汽缸温度高于下汽缸温度，上汽缸温度高,热膨胀大,而下汽缸温度低,热膨胀小。温差达到一定数值就会造成上汽缸向上拱起.在上汽缸拱背变形的同时,下汽缸底部动静之间的径向间隙减小,因而造成汽轮机内部动静部分之间的径向摩擦，引起机组振动。甚至危害汽轮发电机组安全平稳运行，严重时使大轴弯曲，若不及时处理，造成永久性变形。

关键词：温差，膨胀，动静摩擦，变形，安全运行

造成汽轮机上下缸温差大的原因：

1.启动初期，蒸汽在汽缸凝结放热，凝结水在重力作用下向下流动，在下缸形成水膜，影响下缸传热，使得下缸温升比上缸慢，故启动初期上缸温度高于下缸温度，如若操作不当，温差将越来越大。

在接带一定负荷后，汽缸内壁温度已经够高，蒸汽凝结放热结束，而且此时汽轮机进汽量明显增加，通流量增大，冲刷及卷带作用显著加强，水膜不易形成；此时，下缸抽汽管道预暖结束，随着高低压加热器的投运，导流作用增强，下汽缸传热增强，温差逐渐减小。

2.由于上下缸重量不同，上缸质量小于下缸，使得在相同加热条件下，上缸温升高于下缸，令外下缸布置较多的抽汽管道也是造成上下缸温差大的原因之一。

3.若抽汽管道逆止门不严或者电动门卡涩，机组打闸后，加热器水倒灌汽机，也会造成上下缸温差大

4.启机应严格按照冷态先抽真空，后送轴封的顺序进行；热态反之，某厂300MW直接空冷凝汽式汽轮机，启动时调节级金属温度200度，（按照温度划分应为冷态）启机时未严格按照运行规定，先送轴封进行暖管，然后开始抽真空，由于轴封管道较长，采取逐段暖管方式，由于旁路电动门不严，导致冷水进入汽轮机导致上下缸温差不断增大至50℃，最后查清原因后立即停止轴封供汽，待真空满足要求后，充分进行轴封疏水，投入轴封。直至满足冲转条件。

5.疏水管堵塞或者回水不畅造成冷水排不及时，也是引起上下缸温差大的主要原因。

处理：

1.投入轴封前应进行充分暖管疏水，开启轴封母管所有疏水和高低压轴封滤网疏水，调整供汽温度高于缸温最高点30—50℃，暖管应充分，且防止旁路门内漏。

2.投轴封前，必须先投入盘车运行，以防止轴封蒸汽进入汽缸对转子加热不均发生大轴弯曲。

3.机组启动过程中，轴封供汽温度应当与缸温相匹配，高中压缸轴封温度与高中压转子表面金属温差应＜111℃，低压轴封温度121-177℃，但应保证轴封过热度不小于40℃，供汽压力28-32KPa。

4.汽轮机冲转时、机组打闸前都应及时关闭给水泵中间抽头

5.停轴封后，应及时开启轴封母管、高低压轴封滤网疏水门，关闭轴封减温水手动门，防止冷水经轴封管道进入汽机。

6.机组停运后，及时关闭所有减温水调节门，截止门，将减温水彻底隔离。

7.停机后转子静止，真空到零后，停止轴封供汽，关闭所有轴封汽源。检查高排逆止门关闭严密。

8.机组停运后应保持机前疏水，主再热蒸汽管道疏水开启。

9.停机后应加强对汽机缸温的监视，发现异常及时汇报。

10.停机后，转速到零应立即投入盘车运行，盘车因故不能运行应制定相应措施，必要时进行手动盘车。

11.停机时应密切注意蒸汽过热度，保证主汽过热度大于50℃，防止汽缸进入湿蒸汽。

12.机组开机过程中，特别是热态开机，如果出现异常导致机组打闸，应当立即关闭导气管、调速气门和汽缸疏水，防止低温汽水通过疏水管进入汽缸。如上述疏水门存在内漏缺陷，机组检修时应彻底处理。

13.机组启动时，汽轮机应保证调速气门全开，主汽门控制升速率，保证全周进气防止进气不均对汽缸进行局部加热，使汽缸受热不均产生上下缸温差，

14.尽量改善下缸工作环境，汽轮机启动时低加一并启动，高加待发电机并网后最好也随机启动，冬季应注意厂房保暖，停机后有关疏水不宜开的过大，必要时关小甚至关闭有关疏水，做好防止进冷汽、冷水的措施。

15.为了下次机组的顺利启动，停机最好采用滑停，滑停时间的长短可根据下次启机时间定，

结束语：汽轮机出现缸温差时，转子偏心度也会出现一定程度的变化，汽轮机上下缸温差每相差10℃，轴向间隙缩小0.01mm，上下缸温差相差50℃时，径向间隙已经很小，为了防止动静摩擦，汽轮机是禁止冲转的，某厂300MW直接空冷凝汽式汽轮机启动规定:高压内缸上下缸温差大于35℃，外缸上下缸温差大于42℃，禁止冲转。这些都是为了防止上下缸温差大造成转子径向间隙过小造成动静摩擦，损害汽轮机。当汽缸温差较大时，缸体发生“猫拱背”变形，轻则破坏汽轮机结合面的严密性，导致漏汽，重则致使动静部分间隙变小，导致动静摩擦，另外缸体变形会使轴承中心发生变化，使机组发生强烈振动。

参考文献：《电力设备》2016.01

《内蒙古电力技术》2006.04