机组启动时胀差的分析与控制

机组启动时胀差的分析与控制

汽轮机胀差就是指汽轮机转子与汽缸膨胀的差值。它是反映汽轮机动静部分之间的间隙，是汽轮机启动、运行及变工况运行时的最重要监视和控制的参数之一。如果胀差控制的好，机组就能按规定启动时间顺利启动，我厂两台N-100-535/8.81汽轮机的胀差控制经历了一个摸索、探讨阶段，目前已基本上得到解决。汽轮机胀差的出现，发生在以下几个阶段。

一、冷态启动时的成因和控制

机组冷态启动时，汽缸、转子及其附件温度与环境温度相同，冲转时，高温蒸汽进入汽轮机冲动转子做功，大量的热能大部分消耗在汽轮机的高压转子上，使汽轮机转子温升较快，在冲转过程中，为了控制其升速，汽轮机进汽量较少，汽缸基本得不到加热，导致汽轮机高压正胀差出现。在定速成后，为了维持汽轮机空转，低压转子也有部分蒸汽进入做功，3000rpm转速下，低压转子鼓风摩擦发热，而排汽温度较低，低压正胀差也同时出现，控制不好往往会造成启动失败。

2000年5月9日，在#1机冷态启动过程中，由于启动控制参数控制不当和启动方式存在问题，在并网后导致低压胀差+3.02mm，后经采取措施得以顺利启动。具体地说，在冷态启动过程中，应采取以下措施。

1．严格控制启动初参数，汽温控制在230℃左右，汽压控制在 1.0—1.2Mpa，初参数控制低，有利于增加进入汽轮机的蒸汽流量，便于汽轮机暖缸，同时，主蒸汽温度控制低，也会限制汽轮机转子的温升速度，减小正胀差的出现。

2．冲转至低负荷（10MW以下）时，凝汽器真空控制在70Kpa左右，低真空下，在相同转速和负荷情况时，蒸汽流量增加，有利于暖缸，使高压缸绝对热膨胀加快，高胀得以控制。同时低真空时，低压缸排汽温度上升，有利于减小低胀的发生。大量蒸汽带走低压转子因鼓风摩擦而产生的热量，使低压转子温升减小，更进一步减小了低压胀差。

3．低加随机启动。胀差产生的主要原因就是因为转子温升快，而汽缸温升慢，采用低加随机启动时，使下汽缸分汽流动充分，疏水彻底，加快了下缸均匀受热，提高了汽缸绝对膨胀上升速度，从而减小了正胀差。

4．在冲转过程中提前在1200rpm时暖法加，根据上、下法兰、螺栓温差情况，分步投入法加装置，使法兰、螺栓温度均匀上升。

5．严格控制锅炉升温速度，在冲转初期，控制主汽温度在230℃--280℃之间缓慢上升，当汽缸温度上升到100℃时，严格控制主汽温度上升速度与汽缸温度上升速度之差在80--100℃范围内。

6．并列后，全开调速汽门，采用全圆周进汽，充分暖

缸，随着锅炉汽温、汽压的上升带负荷。同时低负荷（5MW）时间不宜过长，这样有利于低压缸的膨胀，从而减小低压胀差的发生。

二、热态开机时的胀差控制

热态开机时，机组胀差表现为负胀差，主要是停机时转子冷却快而汽缸冷却慢，其高压负胀差在-1.5mm左右，低压负胀差在-1.8mm左右，基本处于极限值。在此状态下开机必须采取相应的措施。

1．主汽参数的控制，热态开机关键在于主汽初参数的控制，应根据热态机组汽缸温度来决定启动初参数，初参数应比汽缸温度高80--100℃，并有50℃的过热度。

2．提前送轴封，后抽真空，轴封供汽温度保持在200℃左右，利用轴封供汽温度加热汽轮机转子，降低负胀差。前轴封送高温备用汽源，由于高压前轴封较长，采用高温备用汽源后，对高压转子前轴封轴颈加热效果明显，可降低高压负胀差。

3．保持较高的凝汽器真空，一般保持在-80Kpa左右，冲转后蒸汽流速增加，有利于对高、低压转子的整体加热。

4．采用前轴封高温汽源降高压胀差时，应保持较高的轴封供汽压力，只有当高压负胀差降低-0.8mm时，开机才能成功。如果投入高压前轴封供汽后，当高压胀差不能降低到-0.8mm时，可采用高压前轴封供汽冲动汽轮机转子的办法，

保持转速60-80rpm，一旦高压胀差回到-0.8mm时，立即冲转汽轮机，以较快的速度使之达到3000rpm。并列时间要快，应在2800rpm时，开始并列操作，定速3000rpm后，1—2分钟将机组并列，热态开机能够成功。

三、机组甩负荷后的胀差控制

甩负荷后，特别是线路甩负荷后，我厂机组只带厂用运行，此时主汽流量大幅度下降，锅炉安全门动作，主汽温度迅速下降，这种情况下，蒸汽进入汽轮机后对转子冷却快对缸冷却慢，这就引起机组负胀差出现。如果处理不及时，会使之超过规定值，被迫打闸停机，针对这一情况必须采如下措施：

1．甩负荷的后果是蒸汽参数的变化，此时，锅炉应立即投油助燃，减少给粉量，使安全门回座，同时打开向空排汽门，关小减温水流量，保证汽温、汽压在额定参数下运行，调整稳定后，开始滑参数，保持汽压下降每分钟在0.02—0.05Mpa，汽温下降在0.5℃。

2．甩负荷后汽机带负荷不高，加热器全部停运，低加疏水泵停运、低加疏水倒为逐级自流，(或者是低加停运)汽机运行值班员应迅速解列四段抽汽母管，关闭低加空气门，防止掉真空和冷气进入。

3．甩负荷后锅炉补水量大，除氧器温度下降，以及三段抽汽停运，除氧器压力低，三段抽汽母管压力下降，轴封

供汽压力降低，运行人员应调整轴封供汽压力，防止低压缸漏入冷空气，冷却转子轴颈，空气进入鼓风摩擦引起排气缸温度升高，低压缸负胀差增大。

4．甩负荷后锅炉超压，安全门动作，向空排气门打开，锅炉在减给粉调压过程中汽温下降，甩负荷后各段抽汽停运。加热器、除氧器温度下降，给水温度降低，炉侧汽温下降，更进一步促使高压缸负胀差迅速增大，应立即切换高压轴封供高温汽源，保证转子冷却不致于过快，利用轴封高温汽源调整高压缸负胀差增大。

5．甩负荷后主蒸汽流量小，主汽温度提温速度慢，汽机联系锅炉排汽降压提温度，汽机开疏水降压，开凝疏门增加主蒸汽流量，提主蒸汽温度至510度以上。

6．在锅炉提汽温的同时，汽机主蒸汽温度达510度以上时，高压缸负胀差稳中回头，应逐渐关下凝疏门，防止高温汽源大流量排入凝汽器，凝汽器冷却不足使排汽缸温度升高。低压缸负荷胀差增大。

7．为了不使低压缸负荷胀差增大，应正确正常投入后喷雾减温水。

8．甩负荷后锅炉值班人员应设法排汽降压提汽温，解列减温水，并控制汽温在520至535度范围内。