汽机胀差的控制

五、胀差的控制
启动时，一般应用加热装置来控制汽缸的膨胀量，而转子主要依靠汽轮机的 进汽温度和流量以及轴封汽的汽温和流量来控制转子的膨胀量。启动时胀差一般 向正方向发展。 汽轮机在停用或甩负荷时，随着负荷、转速的降低，转子冷却比汽缸快，所 以胀差一般向负方向发展，特别是滑参数停机时尤其严重，必须采用汽加热装置 向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽，以免胀差保护动作。汽轮机转子惰走期间，负 胀差可能会更加发展，为此应当维持一定温度的轴封蒸汽，以免造成恶果。
4）并网后，随着调节汽阀的开大，调节级的温度上升比较快，调节汽 门的开启速度对胀差的影响比较大，因此，在并网后要缓慢开启调节汽门， 并注意调节级的温度变化（1~1.5°C /分）。也就是说，为了防止胀差变化 过快，并网后应当在低负荷状态下暖机一段时间，具体的低负荷暖机时间 由汽缸上、下壁温度，调节级温度和胀差的变化趋势来定。此阶段高胀随 着高压内外缸的温差增大而增大，因此控制好高压内外缸温差就能比较直 观地控制了高胀的增大。 5）加负荷阶段高胀增加的快慢取决于主蒸汽温升速，因此控制主汽温 的升速率是此阶段的关键；假如主汽温升速度过快（达到2~3°C/分），高 胀就很难控制，只能采取临时降温的办法，作为应急的手段加以控制。 6）设法提高高压外缸金属温度，也是控制高胀的有效途径；冲转后全 开夹层分门投入夹层加热，增大加热量。 7） 调整夹层和法螺进汽量； 8）注意检查就地膨胀情况及滑销系统 。 总的来说，影响机组胀差的因素主要有以下几点：暖机时间的长短，凝 汽器真空的变化，轴封供汽温度的高低和供汽时间的长短，主蒸汽的温升、 温降率，负荷变化的影响等。而冷态启动机组简单的说就是要做到：“调 真空，稳供汽，缓升速，慢暖机。低负荷，不要急，缸温上，再去提”。
1、机组冷态启动过程中汽机差胀的控制 ：
1）冷态开机，轴封来汽温度和压力应该低一些，真空应该提升的快一点，在 确保安全的前提下尽早达到冲转的条件 ；(轴封供汽时间越长，轴封段主轴被加 热越充分，胀差正值增加得就越多，因此缩短轴封供汽时间，对减少胀差的正值 增大有一定的作用）。 2）参数匹配，冲转参数不要太高，否则造成进气流量太小，造成上下缸温差 增大，转子膨胀过快于汽缸。在冲转时，蒸汽的压力和温度都应适当低一些，但 是温度要保持一定的过热度，冲转速率要低。在冲转过程当中要密切注意缸温的 变化，此时如果胀差正值过高应稳定转速，或者降低真空，让蒸汽在汽缸中的滞 留时间长一些，充分暖机； 3）中速暖机要充分，等汽缸充分胀出（高压缸膨胀指示在4mm以上，中压缸 膨胀至1.5mm以上 ），再升速并网。有时在暖机升速过程中，如果汽缸本体疏水 调节不当也会影响到胀差，所以，开机时应当注意控制汽缸本体疏水；
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四、胀差向负值增大的主要因素
使胀差向负值增大的主要原因： 1、负荷迅速下降或突然甩负荷。 2、主汽温骤减或启动时的进汽温度低于金属温度。 3、水冲击。 4、汽缸夹、法兰加热装置加热过度。 5、轴封汽温度太低。 6、轴向位移变化。 7、轴承油温太低。 8、启动进转速突升，由于转子在离心力的作用下轴向尺 寸缩小，尤其低差变化明显。 9、汽缸夹层中流入高温蒸汽，可能来自汽缸加热装置， 也可能来自进汽套管的漏汽或者轴封漏汽。
本机胀差动作保护值

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运行分场 2013.01.01
汽机的胀差是一项重要的运行参数,也是 汽机的主保护之一，如果胀差值超限则热工 保护动作使汽机动作跳机，避免动静部分发 生碰撞，损坏设备 。 。 在启、停机过程中如果胀差控制不好， 将延误启停机的时间；胀差过大时可能影响 到机组安全，发生动静磨擦事故，轻则间隙 磨损后增大降低机组经济性，重则引起振动 而扩大事故。机组启停及正常运行中如果胀 差过大，不能有效控制时将被迫降负荷甚至 被迫停机。因此了解胀差的相关知识和掌握 控制胀差的方法，使我们可以有效地保障机 组的安全经济运行。 。
名词解释
泊桑效应———又称回转效应，转子在旋转时受离心力的影 响，发生了径向和轴向变形的结果。因为离心力和转速的平 方成正比，转速升高时，叶片和片轮产生巨大的离心力并作 用在大轴上，使轴产生径向拉力。直径变粗，长度减小（表 现为胀差减小）。当转速降低时，随着离心力的减小，轴的 径长比又回到原来数值，相对比较轴的直径变细，长度增加 了，打闸后转速从3000转每分在几分钟内就降到1000转每分 以下时，离心力与转速（1000/3000）² 成正比的减小，使转子 很快伸长，（即表现胀差突增）。因为低压转子直径较大， 所以突增的幅度也就大些。
汽缸与转子的膨胀情况： 汽缸相对基础的“死点”有两个，分别在第一、第二排汽缸的后基架上，以横向键定 位。高、中压缸以第一个排汽缸上定位点为死点，向机头方向膨胀。低压缸以第二个排汽 缸上的定位点为死点向发电机方向膨胀。转子相对汽缸的死点安置在二号轴承箱内，以推 力盘定位，因推力盘夹在工作瓦块与定位瓦块之间，使转子的窜动量极小。高压转子向机 头方向膨胀，中低压转子向发电机方向膨胀。
5、正常运行中发现胀差有突变情况
1）核对热工表值是否准确； 2）如果因运行工况变化（增减负荷、蒸汽参数变化、机组

真空、轴封温度等）引起，应先恢复原运行状态,观察胀差的 变化应恢复正常； 3）检查汽缸金属温度、法兰螺栓温度是否正常； 4）检查各段抽汽温度是否正常。 5）检查高、中压绝对膨胀是否正常。 6）检查轴向位移及推力瓦温、回油温、润滑油进油温等。 7）防止轴封带水使胀差向负值突变，因此轴封温度不能太 低。
汽机滑销系统图（35~38为横销）
二、胀差的定“0”位
三、胀差向正值增大的主要因素
使胀差向正值增大的主要因素简述如下： 1、启动时暖机时间太短，升速太快或升负荷太快。 2、汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低，引起汽加热的作 用较弱。 3、滑销系统或轴承台板的滑动性能差，易卡涩。 4、轴封汽温度过高或轴封供汽量过大，引起轴颈过份伸长。 5、机组启动时，进汽压力、温度、流量等参数过高。 6、推力轴承磨损，轴向位移增大。 7、汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落，在严禁季节里，汽机房室温 太低或有穿堂冷风。 8、双层缸的夹层中流入冷汽（或冷水）。 9、胀差指示器零点不准或触点磨损，引起数字偏差。 10、多转子机组，相邻转子胀差变化带来的互相影响。 11、真空变化的影响。 12、转速变化的影响。 13、各级抽汽量变化的影响，若一级抽汽停用，则影响高差很明显。 14、轴承油温太高。 15、机组停机惰走过程中由于“泊桑效应”的影响。
在带负荷阶段，中、低压胀差受再热汽温及排汽温度影响较大，但主要是 受排汽温度影响，因此调整中、低胀差的手段是改变真空和低缸喷水进行 调整。 。
2、热态启动胀差的控制
1）投用高温轴封汽； 2）选择匹配的冲转蒸汽温度； 3）定速后要尽快并网，并快速升负荷至缸温所对应的负荷；否则高、中缸 胀差将会向负值增长过大（尤其是汽缸温度较高时）。 总之，热态启动时，为了防止胀差负值过大，只要检查操作跟得上， 要尽快升带、并网、带负荷，并使之达到与缸温相对应的负荷水平。
3、滑参数停机胀差的控制
1）控制温降速度不要过快； 2）夹层、法螺投入要早些； 3）将真空保持较高，对中压缸胀差负值过大有好处；打闸前再将真空适当 降低。 4）还可通过投入高温轴封汽的办法来控制胀差向负值增长。
4、打闸停机前胀差的控制
打闸后在转子惰走阶段，由于泊桑效应各胀差都有不同程度的突增，从 3000转每分打闸时，高胀约增加0.4~0.8mm,中胀约增加0.3~0.5mm，低胀约 增加1.5~2.0mm。当真空较高时，中胀可增加0.8~1.0mm，低胀可增加 2.5~2.8mm。如此一来，如果碰到紧急停机时，停机前的低胀比较大又来不 及调整，往往使低胀超过极限，很可能造成动静部分磨损。正常停机时， 打闸前要注意胀差的大小，务必把胀差的突增值考虑进去，以防止打闸后 动静部分轴向间隙的消失。 另方面，打闸后通流部分蒸汽量被截断，转子在惰走过程中动叶与残存 汽缸内的汽体摩擦，产生的摩擦鼓风热量没有冷却蒸汽带走，该热量就直 接加热转子，使转子伸长，胀差增大。 控制措施主要有： 1）打闸前要设法降低低胀值。可通过关闭低缸喷水或降低真空（停真 空泵或开真空破坏门），使排汽温维持在允许的较高数值运行。 2）当打闸前低胀正值大于3mm，而中胀负值又较大，如果提高排汽温 度，则可能使中胀负值超限。这时可采用延长惰走时间（用真空破坏门控 制惰走时间），使转速降至中速以下再打开真空破坏门，以减小低胀的突 增。需要注意的是过临界的振动情况。
一、胀差的定义
1.胀差----转子与汽缸沿轴向膨胀之差值，称为转子与 汽缸的相对膨胀胀差，简称胀差 。 胀差的大小反应了汽轮机动静部分之间的间隙的大 小 。 当转子轴向膨胀值大于汽缸的轴向膨胀值时，胀差 为正，表明动叶出口与下一级喷嘴入口间隙减小；当转 子轴向膨胀值大于汽缸的轴向膨胀值时，胀差为负，表 明喷嘴出口与本级动叶入口间隙减小。根据汽缸分类又 可分为高胀、中胀、低胀。 2.胀差的产生：汽轮机启动或停机时，汽缸与转子均会 受热膨胀，受冷收缩。由于汽缸与转子质量上的差异， 受热条件不相同，转子的膨胀及收缩较汽缸快，转子与 汽缸沿轴向膨胀出现一个差值，既胀差。胀差为正值时， 说明转子的轴向膨胀量大于汽缸的膨胀量，胀差为负值 时，说明转子轴向膨胀量小于汽缸膨胀值。