汽轮机组运行过程中差胀的变化及对振动的影响

汽轮机组运行过程中差胀的变化及对振动的影响

张艳群

达拉特发电厂 内蒙古 鄂尔多斯 014315

摘要：作为发电厂电力转换的主要动力设备之一，蒸汽轮机容易出现长期使用中差异扩大增加引起的安全隐患现象。本文分析了汽轮机采用冷启动模式时低压差膨胀超过设计控制值的原因。通过检查和测试滑动销系统和单元的轴封系统，可以得出结论，高压和中压推拉杆不能在单元中冷却。锁定是导致此问题的最重要原因。通过安装锁定装置来修复滑动销和轴密封系统是冷启动期间气缸膨胀的阻塞以及中压和低压气缸的轴密封系统的气体泄漏的良好解决方案。由转子膨胀度引起的低压差膨胀和超限问题增加，从而实现了装置的更安全，稳定和经济的操作，提高了装置的工作效率。

关键词：汽轮机组；差胀的变化；振动

中图分类号：TM12 文献标识码：A

引言

汽轮机出现事故的原因是由于膨胀差异更加复杂和多变引起的，因此，在分析涡轮机的大的差动膨胀时，本文将研究涡轮机膨胀大事故的故障处理。

1、机组概况

该蒸汽轮机是汽轮机采用某汽轮机厂生产的N600-13.67/5.18/5.38级双轴联合循环机组，三压、无再热、单缸、向下排汽的冲动式可抽汽、可纯凝运行供热汽轮机，配有上汽轮机有限公司生产的三压、无补燃、卧式、自然循环余热锅炉。该机组汽缸膨胀的绝对死点在低压缸低压轴封端附近，机组汽缸绝对膨胀测点位于机头处；转子膨胀的相对死点在机头推力轴承处，机组差胀测点在低压轴封端附近的＃2轴承处。

2、机组冷态启动

机组冷态启动，转子与汽缸内的温度均较低。转子与汽缸受轴封蒸汽的影响均有一定程度的膨胀，由于机组在启动前已盘车数小时，转子与汽缸均已充分膨胀且膨胀相对较小，故认为该机组后续运行过程中差胀的参考初始值为此时TSI系统显示的1．3mm。机组冷态冲转、定速运行后并网带负荷、打闸停机过程中差胀的变化如图1所示。机组启动过程中，转子与汽缸均受蒸汽的加热作用而膨胀。由于转子的质面比低于汽缸，故在冷态冲转过程中转子的膨胀大于汽缸，升速至3000rpm差胀由1．3mm变化至1．9mm。由于冷态启动过程中暖机充分，差胀变化较小且较缓，机组的冷态冲转过程碰磨情况与振动情况均较好，冲转过程的＃2X测点伯德图如图2所示，＃2汽机冲转至3000rpm时的振动数据。

图1 冷态启动过程差胀变化

图2 冷态启动冲转过程2X测点伯德图

机组冲转至3000rpm后定速运行，转子膨胀趋于平缓并不断接近该工况下的稳定值，由于汽缸膨胀滞后于转子，故汽缸在转子充分膨胀后继续膨胀，差胀在定速运行时达到最大值2．3mm后往负差胀的方向发展。机组并网带负荷过程中，主蒸汽温度与流量均不断上升。转子与汽缸受蒸汽温度上升的影响后继续膨胀，由于转子的膨胀超前于汽缸，差胀往正差胀的方向发展。随着转子膨胀不断趋于稳定值，汽缸继续膨胀，差胀往负差胀的方向发展，故机组在升负荷过程中由于温度与流量阶段性上升导致差胀的变化，存在较为明显的上下波动。由于蒸汽进入汽机本体后先流经静止部分后流经旋转部分，蒸汽温度随着流程逐渐降低，故随着机组带负荷时间的增大，总体而言静止部件的温度高于转子，汽缸的膨胀大于转子，机组在一定程度上呈负差胀且不断趋于稳定值。机组带大负荷较长一段时间后，燃机跳闸导致蒸汽轮机甩负荷打闸停机，转子受静止部分的加热作用而膨胀，差胀往正差胀方向发展且变化较为剧烈。机组打闸后转速下降至盘车转速，差胀由－0．6mm变化至0．6mm，盘车数小时差胀继续变化至1．1mm，不断接近冷态启动前的初始值。

3、汽轮机胀差大事故的检查方法

在对汽轮机扩容进行大规模运行过程中，应根据轻，复杂的原则进行事故的检查和分析。首先，您应该对测量装置，支架的刚度及其变形进行自己的检查和检查。为了提高检查过程中的安全性和准确性，您可以添加一对探头，并且可以固定和加固支架。其次，应检查汽轮机组的中心梁，在调查此情况的故障时不发生变形。然后检查涡轮机轴承座的角度间隙。检查时，首先拧紧轴承座，然后拆下弯角销，检查是否有毛刺，划痕，撕裂，破损等。未检测到检查期间的损坏。此后，应检查前管组件。检查此故障情况时，发现罐组前管四侧有间隙，间隙值约为50毫米，超过了前箱的正常运动。应该注意的是，该组管不会阻止前罐的膨胀。最后，打开前箱内部和蜂鸣器进行内部检查，检查时未检测到故障问题，结果发现扩张差异增大的主要原因是拉动前箱的问题。

4、汽轮机组膨胀差拉前箱的处理

首先，应将前箱的两个猫爪焊接固定支点，并拆下中心梁螺栓和销钉;应使用气缸将气缸提升0.20毫米，并将猫爪下部的猫爪拉出，取出并放入之前。管道连接到油管和其他管道。完成后，依次拆下前箱的热敏电缆和前电缆桥架。如果在拆卸过程中发生卡纸，可将前箱提升40 mm以便拆卸。其次，在检查前箱后，发现前轴承箱的后半部卡在前轴承箱键槽中。键槽和键受到严重腐蚀。固定垂直键的三个M20螺栓全部被切断。螺栓打破了键槽的顶部。间隙顶部并滑出底部凹槽。检查轴承箱底部的喇叭触点是否超过50％，没有划痕。取下垂直钥匙并除去锈迹，测量垂直键和键槽划痕之间的间隙为0.06~0.08毫米，符合标准。然后，匹配并更换前箱内的纵向键固定螺栓，选择合适的尺寸并重新安装到轴承箱的内部；最后，在上电验证后，发现差异扩展符合规定并处于正常状态，机器稳定，故障排除。

结束语

机组在启动与带负荷过程中应注意控制差胀的变化以避免动静间隙变化过大导致严重动静碰磨；冷态冲转过程中，汽机转子的膨胀大于汽缸，差胀以正差胀为主，冲转过程中应保证足够的暖机时间以保证汽缸的充分膨胀；热态冲转过程中，应适当提高主汽温度，以控制转子相对于汽缸的收缩幅度，差胀总体上有往负差胀发展的趋势。在现场也可适当提高轴封汽温度以使差胀往正差胀方向发展；机组升负荷过程中，应注意控制升负荷速度以保证汽缸与转子的充分膨胀。带负荷稳定运行一段时间，汽缸与转子均充分膨胀，由于汽缸温度总体上高于转子温度，机组在一定程度上呈现负差胀。

参考文献：

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