伴隨著社會(huì)生產(chǎn)技術(shù)的逐年提高,汽輪機(jī)在很多行業(yè)開始被廣泛的應(yīng)用,汽輪機(jī)的使用對工廠的效益來說可以說是有著舉足輕重的作用,但是在使用的過程中,汽輪機(jī)的震動(dòng)總是帶來很大的危害,我們必須對其進(jìn)行采取必要的預(yù)防措施,確保它能夠正常使用。本文對汽輪機(jī)的震動(dòng)做了一些簡單的分析,對汽輪機(jī)震動(dòng)的原因,震動(dòng)的危害、震動(dòng)的預(yù)防措施三個(gè)方面進(jìn)行了簡單的闡述。

汽輪機(jī)震動(dòng)原因

?誘發(fā)汽輪機(jī)震動(dòng)的原因是有很多多方面的,我們大體上可以以下三個(gè)方面著手考慮:

?1.1.汽輪機(jī)在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生震動(dòng);

?汽輪機(jī)的震動(dòng)受其機(jī)身特點(diǎn)的影響總是表現(xiàn)出一定的隨機(jī)性,同時(shí)新蒸汽參數(shù)受當(dāng)時(shí)燃煤的質(zhì)量、其運(yùn)行時(shí)的復(fù)雜過程影響比較大,這類震動(dòng)基本不能找出根本原因。轉(zhuǎn)子熱變形也會(huì)引起震動(dòng),這類震動(dòng)典型特點(diǎn)是主要受新蒸汽溫度影響轉(zhuǎn)子熱變形的不確定性會(huì)影響震動(dòng)的不確定性。轉(zhuǎn)子材質(zhì)不均勻使其在受熱時(shí)的膨脹系數(shù)有微小的差別,在運(yùn)動(dòng)部件的質(zhì)心產(chǎn)生一種微小可逆的偏差。

?1.2.由于設(shè)計(jì)時(shí)的缺陷引起的震動(dòng);

?在設(shè)計(jì)汽輪機(jī)的時(shí)候所采用的材料膨脹量不夠以及鋼度不夠,所設(shè)計(jì)的整個(gè)汽輪機(jī)的固有頻率接近工作時(shí)候的頻率,對低壓缸內(nèi)的真空變化比較復(fù)雜考慮不夠全面都會(huì)造成一定的震動(dòng)。

?1.3.工廠建設(shè)的時(shí)候安裝汽輪機(jī)未能滿足要求造成的震動(dòng);

?汽輪機(jī)的安裝是由很多人合作才能完成,同時(shí)也是一項(xiàng)精密的項(xiàng)目,一旦有任何一個(gè)方面沒有處理好就會(huì)給以后的運(yùn)行帶來一系列意想不到的麻煩。常見的由于安裝引起的震動(dòng)主要有以下三個(gè)方面:基礎(chǔ)不牢固,汽輪機(jī)的高、中、低個(gè)壓缸軸發(fā)電機(jī)的主軸不能同時(shí)在一條直線上,;連接件使用不夠恰當(dāng),都會(huì)帶來很大影響

?汽輪機(jī)震動(dòng)的危害

?汽輪機(jī)都是有一定的震動(dòng)范圍的,超出了規(guī)定的所謂合理范圍就算是異常。一旦時(shí)間過長,會(huì)使葉片與軸連接處產(chǎn)生一定的松動(dòng),葉片會(huì)脫落,機(jī)組因此而無法正常啟動(dòng)或運(yùn)行,機(jī)組壽命的縮短,金屬不能達(dá)到理論上規(guī)定的負(fù)荷,等一系列不好現(xiàn)象就會(huì)隨之產(chǎn)生。同時(shí)汽輪機(jī)運(yùn)行中震動(dòng)的大小,是機(jī)組檢修的質(zhì)量指標(biāo)也是機(jī)組安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的指標(biāo),汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)的過大的震動(dòng),會(huì)為工廠的員工帶來一定的安全隱患,還會(huì)降低工廠的效益。具體的危害有以下幾個(gè)方面:

?2.1.汽輪機(jī)震動(dòng)直接造成的危害;

?危機(jī)報(bào)警器以及場內(nèi)一系列的保護(hù)裝置是保護(hù)場地的工作正常進(jìn)行的重要組成部分,過強(qiáng)的震動(dòng)使這些機(jī)器或者設(shè)備產(chǎn)生誤識(shí)造成停機(jī)等一些事故。

?機(jī)組經(jīng)濟(jì)性降低;汽輪機(jī)的震動(dòng)影響汽封間隙繼而影響其機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。

?使部件之間的連接開始松動(dòng);過大的震動(dòng)時(shí)機(jī)器內(nèi)部的軸承、主油泵、發(fā)電機(jī)冷卻器等一系列構(gòu)件發(fā)生共振,引起連接的螺栓松動(dòng)或者螺栓斷裂,這樣就發(fā)生了事故。

?使機(jī)組動(dòng)靜部分和支撐部件產(chǎn)生程度不等的損壞;震動(dòng)的發(fā)生使動(dòng)靜部分產(chǎn)生一定的摩擦,作用一定的時(shí)間會(huì)使葉片、葉輪上的應(yīng)力增加導(dǎo)致破壞。

?2.2.由汽輪機(jī)內(nèi)部間接引起的震動(dòng)的危害

?不均衡氣體帶來危害;由于葉片受到不是均衡的氣體來流沖擊就會(huì)發(fā)生汽流激振;對于大型機(jī)組,由于末級(jí)較長,氣體在葉片末端膨脹產(chǎn)生流道紊亂就會(huì)發(fā)生汽流激振現(xiàn)象;軸封也會(huì)發(fā)生汽流激振現(xiàn)象帶來一定的危害。

摩擦震動(dòng)帶來不可不防的危害;汽輪機(jī)運(yùn)行一定時(shí)間后,會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的磨損,可能導(dǎo)致局部構(gòu)建出現(xiàn)磨損,如果不進(jìn)行定期的對系統(tǒng)檢查:或者沒有安排專業(yè)的機(jī)械檢查人員對汽輪機(jī)做整體進(jìn)行檢查,對所有的汽輪機(jī)進(jìn)行整體檢查,一旦發(fā)生嚴(yán)重摩擦的現(xiàn)象,而沒有及時(shí)采取措施制止:這樣就不僅會(huì)增加機(jī)械維護(hù)的費(fèi)用,還會(huì)使汽輪機(jī)的使用壽命大打折扣。

?熱變形的危害;誠如我們所知轉(zhuǎn)子熱變形引發(fā)的振動(dòng)一般是已倍頻振幅增加這都和轉(zhuǎn)子溫度、蒸汽參數(shù)有不可分割的關(guān)系,如果在機(jī)組冷態(tài)起機(jī)定速由于是帶負(fù)荷階段;這時(shí)候轉(zhuǎn)子溫度不斷升高,材質(zhì)內(nèi)應(yīng)力會(huì)不斷釋放從而引起轉(zhuǎn)子熱變形,頻振動(dòng)增大速度非常快,同時(shí)伴隨著其相位的變化:當(dāng)?shù)侥骋粫r(shí)刻彎曲的作用和不平衡量不再相等時(shí),振幅的減小遠(yuǎn)遠(yuǎn)在臨界轉(zhuǎn)速以上,帶來不可預(yù)知的財(cái)產(chǎn)損失。

?震動(dòng)的預(yù)防

?如果汽輪機(jī)的部件產(chǎn)生了一定的損壞,那可以判定這個(gè)汽輪機(jī)的震動(dòng)幅度已經(jīng)超出了其合理范圍內(nèi),如:軸封過大的磨損導(dǎo)致了間隙變大,汽輪機(jī)調(diào)速閥的非人為的損壞等。處理異常震動(dòng)要應(yīng)用快、狠、準(zhǔn)三字方針,在一定程度下提高運(yùn)行人員的專業(yè)知識(shí)水平,做到只要有故障就能發(fā)現(xiàn),并可以在第一時(shí)間找到故障部位并可以馬上進(jìn)行檢查、及時(shí)的修理,為防止出現(xiàn)更嚴(yán)重的故障的發(fā)生以防帶來嚴(yán)重的損失。如果這個(gè)震動(dòng)在合理范圍內(nèi),我們也該及時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧┳詈米屨饎?dòng)最小化,由于設(shè)計(jì)的缺陷引起的震動(dòng)一般都是很難消除。因此以下我們僅對安裝和運(yùn)行時(shí)引起的震動(dòng)這兩種情況提出一些意見;

?3.1.安裝時(shí)進(jìn)行預(yù)防

?安裝時(shí)我們務(wù)必要達(dá)到基礎(chǔ)牢固、對中精良、選用基本合適的鏈接部件這些要求;現(xiàn)在來看許多震動(dòng)是由于基礎(chǔ)的硬度不能達(dá)標(biāo),因此無法承受汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)所施與的力度。對中的時(shí)候應(yīng)找技術(shù)過硬并且經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員進(jìn)行。汽輪機(jī)中的鏈接部件也非常重要,實(shí)際生活中汽輪機(jī)運(yùn)行的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生小微的變形,有時(shí)候安裝著看起來挺合適但在運(yùn)行時(shí)也會(huì)出現(xiàn)各種意想不到的情況,因此選用連接件前要參考相關(guān)的資料,做出一定的改動(dòng)是非常有必要的。

?3.2.運(yùn)行時(shí)的震動(dòng)的預(yù)防;

?要想減小運(yùn)行時(shí)的震動(dòng)我們就應(yīng)該先要弄清楚在哪個(gè)時(shí)間內(nèi)段它的震動(dòng)大,在減少軸端漏氣的同時(shí)盡量使負(fù)荷變化在一個(gè)合理的范圍內(nèi),還要改變汽輪機(jī)的頻率特點(diǎn),以防發(fā)生共振。從汽輪機(jī)的生產(chǎn)加工等環(huán)節(jié)出手來減少轉(zhuǎn)子熱變形,盡量應(yīng)用好的鋼材生產(chǎn)汽輪機(jī)。采用膨脹系數(shù)相同的材料、高質(zhì)量的潤滑油等都會(huì)減少轉(zhuǎn)子熱變形進(jìn)而減少摩擦震動(dòng)。

?經(jīng)過本文的分析可以得出以下結(jié)論:現(xiàn)實(shí)生活中汽輪機(jī)的震動(dòng)是不可避免的,因此在設(shè)計(jì)時(shí)我們應(yīng)盡量能滿足要求,安裝時(shí)把關(guān)要嚴(yán)格尤其要找專業(yè)的人員對其進(jìn)行操作,同時(shí)也要做好安裝以后的保養(yǎng)工作,我們知道有些震動(dòng)問題可以經(jīng)過分析改造進(jìn)行處理。專業(yè)的問題分析,準(zhǔn)確的故障點(diǎn)定位,正確的解決方法,都會(huì)使我們的利益最大化。

篇2:汽輪機(jī)葉片損壞事故及預(yù)防措施

中間再熱式汽輪機(jī),參數(shù)高、容量大、汽缸數(shù)目多,又有內(nèi)外缸之分,因此汽缸和轉(zhuǎn)子的膨脹關(guān)系比較復(fù)雜。汽輪機(jī)通流部分的磨損,一般發(fā)生在機(jī)組啟、停和工況變化時(shí),產(chǎn)生磨損的主要原因是:汽缸與轉(zhuǎn)子不均勻加熱和冷卻;啟動(dòng)與運(yùn)行方式不合理;保溫質(zhì)量不良及法蘭螺栓加熱裝置使用不當(dāng)?shù)取?dòng)靜部分在軸向和徑向磨損的原因,往往很難絕對分開,但仍然有所區(qū)別。在軸向方面,沿通流方向各級(jí)的汽缸與轉(zhuǎn)子的溫差并非一致,因而熱膨脹也不同。在啟動(dòng)、停機(jī)和變工況運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)子與汽缸膨脹差超過極限數(shù)值,使軸向間隙消失,便造成動(dòng)靜部分磨損,在消失的時(shí)候,便產(chǎn)生汽封與轉(zhuǎn)子摩擦,同時(shí)又不可避免地使轉(zhuǎn)子彎曲,從而產(chǎn)生惡性循環(huán)。另外,機(jī)組振動(dòng)大和汽封套變形都會(huì)引起徑向摩擦。通流部分磨損事故的征象和處理如下:轉(zhuǎn)子與汽缸的相對脹差表指示超過極值或上下缸溫差超過允許值,機(jī)組發(fā)生異常振動(dòng),這時(shí)即可確認(rèn)為動(dòng)靜部分發(fā)生碰磨,應(yīng)立即破壞真空緊急停機(jī)。停機(jī)后,如果脹差及汽缸各部溫差達(dá)到正常值,方可重新啟動(dòng)。啟動(dòng)時(shí)要注意監(jiān)視脹差和溫度的變化,注意聽音和監(jiān)視機(jī)組的振動(dòng)。如果停機(jī)過程轉(zhuǎn)子惰走時(shí)間明顯縮短,甚至盤車啟動(dòng)不起來,或得盤車裝置運(yùn)行時(shí)有明顯的金屬摩擦聲,說明動(dòng)靜部分磨損嚴(yán)重,要揭缸檢修。

1常見葉片事故發(fā)生時(shí)的征象、原因及預(yù)防措施

葉片斷落的征象汽輪機(jī)在運(yùn)行中發(fā)生葉片斷落一般有下列現(xiàn)象:汽輪機(jī)內(nèi)部或凝汽器內(nèi)有突然的響聲,此時(shí)在汽輪機(jī)平臺(tái)底層常可清楚地聽到。機(jī)組發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)或振動(dòng)明顯增大,這是由于葉片斷落而引起轉(zhuǎn)子平衡破壞或轉(zhuǎn)與落葉片發(fā)生碰撞摩擦所致。但有時(shí)葉片的斷落發(fā)生在轉(zhuǎn)子的中間級(jí),發(fā)生動(dòng)靜部分摩擦?xí)r,機(jī)組就不一定會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)或振動(dòng)明顯增大,這在容量較大機(jī)組的高、中壓轉(zhuǎn)子上有時(shí)會(huì)遇到。當(dāng)葉片損壞較多而且較嚴(yán)重時(shí),由于通流部分尺寸改變,蒸汽流量、調(diào)速汽閥開度監(jiān)視級(jí)壓力等與功率的關(guān)系部將發(fā)生變化。若葉片落入凝汽器,則會(huì)交凝汽器的銅管打壞,使循環(huán)水漏入凝結(jié)水中,從而表現(xiàn)為凝結(jié)水硬度和導(dǎo)電度突增。若機(jī)組抽汽部位葉片斷落,則葉片可能進(jìn)入抽汽管道,使抽汽止回閥卡澀,或進(jìn)加入熱器使管子損壞,導(dǎo)致水位升高。停機(jī)過程中,聽到機(jī)內(nèi)有金屬摩擦聲,惰走時(shí)間減少。在停機(jī)蔌升速過程中越過臨界轉(zhuǎn)速時(shí),機(jī)組振動(dòng)有明顯的增大或變化。

2葉片損壞的原因

2.1葉片本身的原因,振動(dòng)特性不合格。由于葉片頻率不合格,運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生共振而損壞者,在汽輪機(jī)葉片事故中為數(shù)不少。如果擾動(dòng)力很大,甚至運(yùn)行幾個(gè)小時(shí)后即能發(fā)生事故。這個(gè)時(shí)間的長短,還和振動(dòng)特性、材料性能以及葉片結(jié)構(gòu)、制造加工質(zhì)量等有關(guān)。設(shè)計(jì)不當(dāng)。葉片設(shè)計(jì)應(yīng)力過高或柵結(jié)構(gòu)不合理,以及振動(dòng)強(qiáng)調(diào)特性不合格等,均會(huì)導(dǎo)致葉片損壞。個(gè)別機(jī)組葉片甚薄,若鉚釘應(yīng)力較大,則鉚裝圍帶時(shí)容易產(chǎn)生裂紋。葉片鉚頭和圍帶湯裂事故發(fā)生的情況也不在少數(shù)。材質(zhì)不良或錯(cuò)用材料。材療饑械性能差,金屬組織有缺陷或有夾渣、裂紋等,葉片經(jīng)過長期運(yùn)行后材料疲勞性能及衰減性能變差,或因腐蝕沖刷機(jī)械性能降低,這些都導(dǎo)致葉片損壞。加工工藝不良。加工工藝不嚴(yán)格,例如表面粗糙度不好,留有加工刀痕,扭轉(zhuǎn)葉片的接刀處不當(dāng),圍帶鉚釘孔或拉金孔處無倒角或倒角不夠或尺寸不準(zhǔn)確等,能引起應(yīng)力集中,從而導(dǎo)致葉片損壞。有時(shí)低壓級(jí)葉片為了防止水蝕而采用防護(hù)措施,當(dāng)此措施的工藝不良時(shí)能使葉片損壞。國內(nèi)由于焊接拉金或圍帶安裝工藝不良引起的葉片事故較多,應(yīng)引起重視。

2.2運(yùn)行方面的原因,偏離額定頻率運(yùn)行。汽輪機(jī)葉片的振動(dòng)特性都是按運(yùn)行頻率為50HZ設(shè)計(jì)的,因此電網(wǎng)頻率降低時(shí),可能使機(jī)組葉片的共振安全率變化而落入共振動(dòng)狀態(tài)下運(yùn)行,使葉片加速壞和斷裂。過負(fù)荷運(yùn)行。一般機(jī)組過負(fù)荷運(yùn)行時(shí)各級(jí)葉片應(yīng)力增大,特別是最后幾級(jí)葉片,葉片應(yīng)力隨蒸汽流量的增大而成正比增大外,還隨該幾級(jí)焓隆的增加而增大。因此機(jī)組過荷運(yùn)行時(shí),應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的熱力和強(qiáng)度核算。汽溫過低。新蒸汽溫度降低時(shí),帶來兩種危害:一是最后幾級(jí)葉片處濕度過大,葉片受沖蝕,截而減小,應(yīng)力集中,從而引起葉片的損壞;二是當(dāng)汽溫降低而出力不降低時(shí),流量熱必增加,從而引起葉片的過負(fù)荷,這同何況能引起葉片損壞。蒸汽品質(zhì)不良。蒸汽品質(zhì)不良會(huì)使葉片結(jié)垢,造成葉片損壞。葉片結(jié)垢使通道減小,造成級(jí)焓降增加,葉片應(yīng)力增大。另外結(jié)垢也容易引起葉片腐蝕,使強(qiáng)度降低。真空過高或過低。真空過高時(shí),可能使末級(jí)葉片過負(fù)荷和濕度增大,加速葉片的水蝕,容易引起葉片的損壞。另外,真空過低仍維持最大出力不變時(shí),也可能使最后幾級(jí)過負(fù)荷而引起葉片損壞。水沖擊。運(yùn)行時(shí)汽輪機(jī)進(jìn)水的可能性很多,特別是近代大容量再熱機(jī)組,由于汽水系統(tǒng)相應(yīng)復(fù)雜,汽輪機(jī)進(jìn)水的可能性更有所增加,蒸汽與水一起進(jìn)入汽輪機(jī),產(chǎn)生水擊和汽缸等部件不規(guī)則冷卻和變形,造成動(dòng)靜部件碰磨,使葉片受到嚴(yán)重?fù)p壞。

3葉片事故原因的分析

引起葉片事故的原因,常常是很復(fù)雜的,主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮:檢查葉片損壞情況。事故發(fā)生后,應(yīng)首先檢查事故的范圍和情況,并作好記錄,然后檢查斷落位置及斷面特征,初步分析事故的原因。分析運(yùn)行及檢修資料。檢查葉片事故發(fā)生前的運(yùn)行工況有無異常,如運(yùn)行參數(shù)是否正常,有無超載超速及低頻率運(yùn)行,有無葉片結(jié)垢、腐蝕、水刷等情況。查看檢修資料,檢查動(dòng)靜間隙是否符合標(biāo)準(zhǔn),有無重大改進(jìn)和改造等,對運(yùn)行和檢修資料進(jìn)行全面細(xì)致的分析。防止葉片斷裂事故的措施,汽輪機(jī)運(yùn)行事故中,因葉片損壞而造成事故的比重很大。

隨著單機(jī)容量的增大,運(yùn)行系統(tǒng)的操作更加復(fù)雜,因此葉片損壞事故并未減少。特別是大容量機(jī)組,發(fā)生水擊而損壞葉片的事故更是常見。防止葉片損壞事故極為重要,除制造廠在設(shè)計(jì)和制造方面應(yīng)更合理,更完善以外,運(yùn)行部門還應(yīng)從運(yùn)行和檢修等方面著手,共同采取措施,防止葉片斷裂和損壞事故在運(yùn)行管理,特別是電網(wǎng)頻率的管理方面,應(yīng)采取以下措施:電網(wǎng)應(yīng)保持在定額頻率和正常允許變動(dòng)范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)葉片損壞事故的分析統(tǒng)計(jì),電網(wǎng)頻率偏離正常值是造成葉片斷裂的主要原因,因此對頻率的管理極為重要;避免機(jī)組過負(fù)荷運(yùn)行,特別是防止既是低頻率運(yùn)行又是過負(fù)荷運(yùn)行。對于機(jī)組的提高出力運(yùn)行,必須事先對機(jī)組進(jìn)行熱力計(jì)算和對主要部件進(jìn)行強(qiáng)度核算,并確認(rèn)強(qiáng)度允許后才可,否則是不允許的;加強(qiáng)運(yùn)行中的監(jiān)視。機(jī)組起停和正常運(yùn)行時(shí),必須加強(qiáng)對各運(yùn)行參數(shù)(例如汽壓、汽溫、出力、真空等)的監(jiān)視,運(yùn)行中不允許這些參數(shù)劇烈波動(dòng)。嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)章制度,起停必須合理,防止動(dòng)靜部件在運(yùn)行中發(fā)生摩擦。近年來,大容量機(jī)組不斷增加,由于運(yùn)行和起停操作復(fù)雜,這些機(jī)組發(fā)生水擊而損壞葉片的情況為數(shù)不少。另外,由于大機(jī)組末幾級(jí)使用長葉片,水蝕也是一個(gè)威脅;加強(qiáng)汽水品質(zhì)監(jiān)督,防上葉片結(jié)垢、腐蝕;經(jīng)常傾聽機(jī)內(nèi)聲音,檢查振動(dòng)情況的變化,分析各級(jí)汽壓數(shù)值和凝結(jié)水水質(zhì)情況若出現(xiàn)斷葉征象,如通流部分發(fā)生可疑響聲,機(jī)組出現(xiàn)異常振動(dòng),在負(fù)荷不變或相對減小情況下中間級(jí)汽壓升高或凝結(jié)水硬度升高,導(dǎo)電度突然增大等,應(yīng)及時(shí)處理,避免事故擴(kuò)大;停機(jī)后加強(qiáng)對主汽閥嚴(yán)密性的檢查,防止汽水漏入汽缸。停機(jī)時(shí)間較長的機(jī)組,包括為消除缺陷安排的工期較長的停機(jī),應(yīng)認(rèn)真做好保養(yǎng)工作,防止通流部分銹蝕損壞。采取以上措施將能幫助我們把葉片的斷事故控制在最小程度,從而提高汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

篇3:試論汽輪機(jī)脹差過大危害預(yù)防措施

汽輪機(jī)給人們的生活和生產(chǎn)提供了很大的便利,但是一旦汽輪機(jī)出現(xiàn)問題,就會(huì)嚴(yán)重影響人們的生活。本文系統(tǒng)地分析了汽輪機(jī)組停止工作的原因,對運(yùn)行的轉(zhuǎn)子和汽缸膨脹所產(chǎn)生的脹差進(jìn)行分析,探討脹差過大產(chǎn)生的影響,并且提出了一些預(yù)防措施,提出在實(shí)際操作中應(yīng)注意的一些事項(xiàng),對汽輪機(jī)的生產(chǎn)運(yùn)行具有較大的意義。

在汽輪機(jī)正常運(yùn)行過程中,轉(zhuǎn)子與汽缸保持大致相同的軸向膨脹速度是很重要的。膨脹值反映的是轉(zhuǎn)子和汽缸膨脹或在軸向位置相對變化的值,是一個(gè)非常重要的參數(shù),脹差太大或太小都會(huì)使機(jī)組軸向間隙消失,導(dǎo)致動(dòng)態(tài)和靜態(tài)摩擦,這樣對設(shè)備的損壞是十分嚴(yán)重的,工作人員進(jìn)行操作時(shí)應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)視脹差的變化。為了能夠更好的指導(dǎo)生產(chǎn)操作,需要對脹差過大產(chǎn)生的原因進(jìn)行有效分析,探討其變化規(guī)律,形成一套科學(xué)有效的預(yù)防控制措施,這對操作人員是大有幫助的。

1.汽輪機(jī)脹差過大的影響因素

1.1.負(fù)載變化率太大

當(dāng)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),各級(jí)渦輪機(jī)的蒸汽流量也會(huì)死隨之發(fā)生變化,特別是在低負(fù)荷的范圍內(nèi),蒸汽溫度變化越大,負(fù)荷的增長速度就會(huì)越大,蒸汽溫度上升得就更快。當(dāng)與金屬表面之間的溫度差較大時(shí),汽缸的溫度上升就會(huì)推動(dòng)轉(zhuǎn)子加快速度。負(fù)荷增加的速度加快,脹差就會(huì)增大;相反情況就會(huì)出現(xiàn)負(fù)脹差,如果是單位的負(fù)荷運(yùn)行穩(wěn)定的時(shí)候,脹差將隨時(shí)間的變化而變化,最后穩(wěn)定在一個(gè)定值。

1.2.蒸汽溫度上升速度的影響

機(jī)組正常啟動(dòng)時(shí),蒸汽溫度的變化是正常的。它將影響所有等級(jí)的蒸汽溫度,主蒸汽溫度上升越快的話,汽缸和轉(zhuǎn)子之間的脹差就會(huì)越大,而且有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)負(fù)脹差,這樣會(huì)嚴(yán)重影響汽輪機(jī)的運(yùn)行。

1.3.軸封供汽溫度的影響

密封體嵌入在汽輪機(jī)汽缸的兩端,在汽缸的軸向長度幾乎沒有影響,但是當(dāng)轉(zhuǎn)子軸封段的發(fā)展影響了轉(zhuǎn)子的膨脹時(shí),就會(huì)造成膨脹差。由于軸密封部分的轉(zhuǎn)子長度比較短,所以對膨脹產(chǎn)生比較小的影響,但密封脹差比較大的地方就會(huì)產(chǎn)生脹差過大的影響。如果蒸汽溫度太高就會(huì)密封,軸向間隙就會(huì)消失,隨之出現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)摩擦。如果蒸汽溫度低于密封的金屬溫度,形勢就會(huì)發(fā)生逆轉(zhuǎn),局部膨脹密封性就會(huì)比較差。為了避免密封出現(xiàn)正脹差和負(fù)脹差,蒸汽溫度應(yīng)略高于密封的金屬溫度,熱啟動(dòng)時(shí)就應(yīng)該抽掉里面的空氣,以免造成軸封泄漏和局部負(fù)膨脹差異較大,影響汽輪機(jī)正常工作。

2.脹差過大對汽輪機(jī)運(yùn)行的影響

汽輪機(jī)脹差的大小,直接表明汽輪機(jī)的軸向間隙內(nèi)部靜態(tài)部分的一些基本變化。當(dāng)汽輪機(jī)的脹差為零,轉(zhuǎn)子和汽缸的膨脹值就會(huì)相等,最終的軸向間隙就會(huì)保持正常;如果脹差是一個(gè)正值的話,表明轉(zhuǎn)子的汽缸膨脹差值大,轉(zhuǎn)子推力軸承的一個(gè)固定點(diǎn),相對于汽缸向后伸,出口軸向間隙就會(huì)隨之增加,軸向間隙就會(huì)降低膨脹差。如果脹差是一個(gè)負(fù)值的話,那么表明轉(zhuǎn)子缸快速收縮比,噴嘴出口軸向間隙就會(huì)降低,軸向間隙就會(huì)增大。顯然,任何軸向間隙消失,都會(huì)使汽輪機(jī)出現(xiàn)動(dòng)摩擦或者靜摩擦,這樣容易損壞設(shè)備,造成一些生產(chǎn)事故。為了減少損失,提高汽輪機(jī)的相對內(nèi)效率,應(yīng)該提高噴嘴出口,通常這種動(dòng)態(tài)軸向間隙比葉片出口噴嘴的人口軸向間隙要小,所以脹差是負(fù)值的情況下風(fēng)險(xiǎn)比較大,所以一般規(guī)定,汽輪機(jī)脹差的值不應(yīng)該過大,避免產(chǎn)生一些不必要的損失。

3.控制脹差過大的有效措施

3.1.控制蒸汽溫度的升降

嚴(yán)格控制升降的負(fù)荷速度,確保汽缸和轉(zhuǎn)子的溫度在工作允許的范圍內(nèi)。這是開始或者停止時(shí)控制脹差過大的一種有效方法。產(chǎn)生脹差的根本原因是汽缸和蒸汽的溫度差造成溫度上升速度過快,轉(zhuǎn)子的溫度差比較大,就會(huì)引起膨脹差值過大。因此,在啟動(dòng)和停機(jī)的過程中,應(yīng)該嚴(yán)格按照制造商的要求,嚴(yán)格控制蒸汽溫度的速度,達(dá)到有效控制脹差的目的,提高汽輪機(jī)的生產(chǎn)效率。

3.2.加熱缸及螺栓裝置的合理使用

在啟動(dòng)過程中,當(dāng)高、中壓缸脹差達(dá)到一定值時(shí)再投入到加熱裝置中,注意調(diào)整加熱蒸汽的溫度、蒸汽的量,需要滿足供暖的要求。為了有效地加熱法蘭,還要有效避免法蘭過度加熱,應(yīng)控制加熱蒸汽溫度高于外壁溫度,如果負(fù)脹差太大的話,也可用于低溫蒸汽源輸入法蘭的冷卻加熱裝置,把蒸汽溫度嚴(yán)格控制在低于80℃的金屬溫度。在啟動(dòng)和停止汽輪機(jī)汽缸的法蘭螺栓加熱裝置的使用過程中,可以有效提高或降低汽缸法蘭螺栓的溫度,有效降低內(nèi)外溫差,加快汽缸的膨脹或收縮,控制脹差產(chǎn)生的不利影響。如果液壓缸法蘭螺栓加熱裝置的使用不當(dāng),就會(huì)造成蒸汽供應(yīng)短缺,加熱時(shí)間就會(huì)比較短,可能會(huì)造成一定程度的汽輪機(jī)軸向間隙中降到不允許的程度。所以操作人員需要合理使用加熱缸和螺栓裝置。

3.3.密封蒸汽來有效控制脹差

由于密封蒸汽與汽輪機(jī)軸有直接的接觸,所以其溫度能夠影響伸縮軸,從而影響汽輪機(jī)的脹差。在穩(wěn)定的狀態(tài),如果脹差發(fā)生變化,一般是由蒸汽溫度的變化引起的,需要操作人員及時(shí)調(diào)整。密封蒸汽溫度差的影響,主要取決于蒸汽和蒸汽溫度,蒸汽供應(yīng)時(shí)間越長越影響脹差。冷卻啟動(dòng)可以有效防止脹差過大,應(yīng)選用低溫度的蒸汽源來供汽,并盡可能地在轉(zhuǎn)向上縮短密封蒸汽的接觸時(shí)間。必須注意的是軸封蒸汽進(jìn)料過早的話,會(huì)使轉(zhuǎn)子軸封段的加熱時(shí)間過長,使膨脹差增大;如果軸封蒸汽進(jìn)料太晚就會(huì)導(dǎo)致凝汽器真空度達(dá)不到運(yùn)行條件,所以在啟動(dòng)的時(shí)候應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間,防止出現(xiàn)脹差過大,一般用高壓密封蒸汽來供應(yīng)蒸汽,但要嚴(yán)格控制蒸汽的溫度。

3.4.加強(qiáng)工作人員的培訓(xùn)工作

提高工作人員的素質(zhì)和工作能力是十分有必要的。如果有一個(gè)優(yōu)秀的運(yùn)營團(tuán)隊(duì),擁有控制高溫高壓汽輪機(jī)脹差的能力,每個(gè)起始和停止條件都能夠嚴(yán)格有效地進(jìn)行控制,那么這個(gè)單位將不會(huì)出現(xiàn)脹差失控的現(xiàn)象。因此,為了保證機(jī)組能夠安全高效運(yùn)行,提高操作人員的素質(zhì)這項(xiàng)工作,也是企業(yè)的重點(diǎn)所在。

汽輪機(jī)的脹差是汽輪機(jī)的一個(gè)重要的監(jiān)測與保護(hù)系統(tǒng),所以對脹差控制要進(jìn)行科學(xué)分析,有效避免脹差過大的現(xiàn)象發(fā)生,提高機(jī)組的安全性能,保持機(jī)組的正常運(yùn)行。