汽轮机高压内缸变形问题的探讨

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凤台电厂2号机汽缸变形分析与处理

凤台电厂2号机汽缸变形分析与处理

电力技术Electric Power Technology Vol.19No.9 May.2010第19卷 第9期2010年5月凤台电厂2号机汽缸变形分析与处理彭若谷,祁 伟(淮浙煤电凤台发电分公司,安徽 淮南 232131)【摘 要】分析了淮浙煤电凤台电厂2号超临界汽轮机高中压内缸变形情况,查出了汽缸变形的主要原因为高中压内缸隔热板与高中压外缸间隙过大导致汽缸排汽进入高中压缸夹层冷却内缸外壁以致高中压内缸内外壁温差大致使汽缸变形。

【关键词】超临界;汽缸;变形【中图分类号】TK269【文献标识码】B【文章编号】1674-4586(2010)09-0069-021 概述淮浙煤电凤台电厂一期工程为2×600MW e超临界机组,汽轮机为东方汽轮机厂有限公司生产的D600E型(N600-24.2/566/566)超临界、中间再热、冲动式、单轴、双背压、三缸四排汽凝汽式汽轮机,高压缸和中压缸为合缸。

2 存在问题1、2号汽轮机投入运行后即发现高中压内缸内外壁温差较大,满负荷时1号机温差100℃、2号机80℃,温差随负荷上升而增大。

2号机2009年9月A级检修时,解体发现高中压内缸中分面间隙较大,变形严重,特征为内张口,最大间隙值处在高中压内缸过桥汽封两侧进汽室处,自由状态下最大间隙为3.6 mm、冷紧1/3螺栓后最大间隙为3.2mm、冷紧1/2螺栓后最大间隙为3.0mm、冷紧所有螺栓后最大间隙为2.85mm、热紧螺栓后最大间隙为1.5mm,如图1所示。

3 原因分析(1)东汽D600E型高压内缸、中压内缸上下半均为Cr-Mo-V钢整体铸件,该材质高温性能及抗热疲劳能力不够。

(2)该汽缸在制造过程中,时效处理不彻底,留有残余应力。

(3)高压内缸及中压内缸外壁上有两圈隔热板,其中一种加工有环形凹槽,它与高中压缸内壁加工好的环形凸起配合,起到为高中压内外缸定位和防止高压排汽漏到中压侧的密封作用,如图2所示。

汽机高中压缸膨胀不畅的分析与处理

汽机高中压缸膨胀不畅的分析与处理

认 为前轴承 箱滑动 受阻是 原 因所 在。 通过 对 自润滑滑块结 构和性 能的分析 ,拟 定 了前轴承 箱下部滑块 改为 自
润滑 滑块 的工 艺 ,收 到 了明显 的效 果。
[ 关键 词 ] 汽轮机 ;膨胀 不 畅 ;滑销 系统 ; 自润 滑滑 块 汽轮机 在启 动 、停 机和 运行 时 ,汽缸将 随其 温 度 的变化 沿横 向、纵 向、垂直几 个方 向膨胀或 收缩 , 因此 ,为了保证 汽 缸定 向 自由膨 胀 , 并能保持 汽缸 与 转子 中心一 致 ,避 免 因膨胀 不均 匀造成 不应 有 的 应 力 引起 的机 组 振动 ,机 组设 置 了一 套 滑销 系 统 。 即在汽缸 与基 础 台板间和 汽缸 与轴承 座之 间装有 各 种 滑销 ,并使 固定 汽缸 的螺栓 留出适 当的间 隙 , 以 保 证 汽缸 自由膨 胀 ,保 持机 组 中心 不变 。 l 设备概 况
高压 内缸 相对 于高压 外缸 的死 点在高压 进 汽 中心 线 前 4 5II 处 ,低 压 内缸相对 于低压 外 缸的死 点在 7 T DI
低 压 进 汽 中心 线 处 ,分 别 由死 点 向前 后 2个 方 向
膨胀 。
组 启动 时间 ( 别 是冷 态 启动 ) 长为 原来 的 3~4 特 延
2 存 在 问题
20 0 5年机 组 小 修后 第 1 启 动 的数值 :缸 温 次 9 9℃,左 /右总 膨胀 4 1 / . .7 3 2 mm,高 中压缸胀 差 03 . mm;送轴 封 后 ,缸温 、总 膨胀不变 ,高 中压 缸 胀差增 大为 0 7 .6 mm。按规程 设定 参数 ,汽轮机 冲 转至 2 0 ri 0 0 / n暖机 ,缸 温缓慢增 至 2 0℃,左 / ra 7 右总 膨胀 只有 6 5mm 左 右 ,增 大极 其缓慢 ,而高 .

汽轮机高、中压缸温差大的原因分析及对策

汽轮机高、中压缸温差大的原因分析及对策
洲 , 场 渝. 软 留 曲 周 卢 .砖 嗯牌 ,代.声场 福,必随声砂 ., 侈油 马油, 弓魂冶 舒姆 名 妥 吻, 户 尸 启 ; 声准 多 碑、 长 余曰 ,弓,房吻娜 .
b 无论采用哪种方式启停机, , 启停机过程都要 严格控制升( 温、 降) 汽缸金属温升( 率 降) 升( 压、 降) 在规定范围, 并适当安排暖机。 在停机过程中应注意 蒸汽参数与负荷 的相互配合 , 在降低蒸汽温度时不 要过多降低负荷, 在比较大的降负荷时力求蒸汽温 度适当稳定或只有较小下降。热备用停机方式应选 择主蒸汽温度、 压力维持较高的滑压单阀停机方式。 c疏水系统布置合理, . 相应疏水压力等级一致, 否则应及时改造。定期检查轴封、 各段抽汽疏水阀 门, 防止内漏、 外漏。 机组停运初期注意充分疏水。 机 组打闸后, 要注意及时调整轴封压力、 轴封供汽汽 源, 防止轴封漏人空气, 并注意轴封供汽温度与转 子、 缸体金属温度的匹配。定期检查缸体保温情况。 短时无法处理的阀门内漏, 应注意停机后, 除氧器等 高压容器的放水、 降压。 当主汽门有泄漏 , 必要时, 也 可以采取锅炉定排泄压 , 提前放水。 d 机组一旦形成缸温差 , . 可根据缸温差的大小、 变化率、 产生位置和时间, 利用测温枪迅速查找原 因。 观察汽缸温度下降曲线是否比较平滑, 以此说明 本次停机有没有冷汽、 疏水进人缸体。 e《 . 防止电力生产重大事故 的二十五项重点要 求》 规定: 高压外缸上下缸温差不超过 5 0℃, 高压内 缸温差不超过 3 " 5 C。当出现缸温差大引起大轴弯 曲, 发生动静部分碰磨时, 将转子高点置于最高位 置, 采取闷缸措施 , 直到确认转子弯曲度正常。当盘 车盘不动时, 严禁用 吊车强行盘车, 应采取直轴
1 缸温差形成的原因
11 非设备及操作异常 . 一般来说, 机组在启动过程 中汽缸 内的热汽流 偏于向上流动, 启动初期部分凝结放热, 凝结水在下 缸形成水膜 , 从而影响下缸传热, 造成下缸温升比上 缸慢 , 如在启动中采用非圆周进汽, 根据进汽的特点 也会影响缸体的加热 。但是在机组带上一定的负荷 之后 , 汽缸内壁已有较高的温度 , 由于此时机组进汽 量明显增加 , 汽缸内汽体流速流量增大, 冲刷及卷带

某电厂2号机组高压缸胀差大原因分析

某电厂2号机组高压缸胀差大原因分析

某电厂 2号机组高压缸胀差大原因分析摘要:某电厂2号机组在机组启动带负荷过程中出现高压缸胀差大,经现场原因分析需做进一步揭缸检查。

1机组概述某厂#2机的汽轮机组由东方汽轮机厂制造,为超临界、一次中间再热、3缸2排汽、单轴、单抽凝汽式间接空冷汽轮机,型号为CJK350/353-24.2/1.5/566/566型,额定功率350MW。

汽轮机采用高、中压分缸,7级抽汽回热。

高压缸采用喷嘴配汽,调节级设有喷嘴数不一致的4个喷嘴组,DEH控制,可采用单阀和顺阀两种方式运行。

机组可采用中压缸启动和高中压缸联合启动两种方式。

2高压缸胀差大原因分析2.1现象机组冷态启动,中压缸启动,10:16开始冲车,经500rpm摩检、1200rpm暖机和2600rpm暖机,12:10到达额定转速3000rpm,13:08并网带初负荷30MW。

机组升负荷过程中,因主汽温升过快导致高压缸胀差发生发散性增大,随后高压缸胀差9.22/9.87mm(满量程10mm),19:11打闸停机。

机组降速惰走至高压转子一阶临界转速区时,高压转子轴振和盖振快速增大,1、2、3、4瓦轴振及瓦振开始急剧上升,2、4瓦轴振超量程,汽机平台振感强烈。

机组冷态启动及升负荷过程中,高压缸胀差始终在高位运行,主蒸汽温度比正常高出30℃~40℃,特别在切缸时调节级后蒸汽温度急速上升,使高压缸胀差快速增大。

高压内外缸前夹层蒸汽温度变化滞缓、可控性差,制约了高压外缸热膨胀跟随调节级后蒸汽温度变化,机组升负荷时进一步推高了高压缸的胀差。

高压缸胀差超量程,造成前轴封第6列汽封与转子的轴向间隙消失,从而高压缸前轴封严重磨损。

2.2过程追溯接电网调度令,启动2号机组,开启辅汽至轴封供汽电动门,轴封母管开始暖管(偏心19.48μm,盘车电流24.5A,高压缸胀差0.58/0.66mm,高压调节级后内缸内壁温度38.8℃)。

22时01分,轴封母管暖管结束,开始抽真空。

汽轮机冲车(主要参数:主汽压力5.52MPa,主汽温度394.2℃,再热蒸汽压力0.81MPa,再热蒸汽温度377℃,高压缸左右侧膨胀7.1/6.7mm, 高压缸胀差0.77/0.91mm,轴向位移-0.23mm,凝汽器背压21.5kPa,偏心20μm,盘车电流24.4A,高压调节级后内缸内壁温度184℃,轴封母管压力32.2kPa,高压轴封母管温度297.6℃)。

汽轮机轴向位移增大和高缸绝对膨胀不到位的原因分析

汽轮机轴向位移增大和高缸绝对膨胀不到位的原因分析

1
238
803
30.248
15.961
21.2
2.097
-0.162
4.846
2
191
651
30.141
15.961
32.2
2.062
-0.216
4.585
3
197
671
29.935
15.950
32.4
1.924
-0.260
4.680
4
211
715
23.816
15.691
20.8
1.648
-0.443
其中1-3组 为改 造前 数 据,4 - 6 组 为改 造 后数 据。 由上表可知高压缸5、6点温差、中压缸绝对膨胀、高压 缸 胀 差与高压 缸 绝 对 膨胀没有必然 联 系,4 - 6 组 数 据 高压 缸 绝 对 膨胀 显著 变 小,轴向位移显著增大。故 此 可以判断自高压 抗 燃 油 液 压 控制系统 改 造 后,高压 缸 绝 对膨胀 值 显著 变小,轴向位移也在相同负荷时显著 增大。
离心力越 大 。这 种 作用 对 整 锻 式 转 子的 影 响 不大,但 对 转 子的缩 减作用明显,转 速的变化 对 汽 轮 机中、低 压胀差的影响是很大的[6]。根据克拉伯龙方程证明汽 轮 机 升 速 过 程中人 为改 变 升 速 率 是 导 致 胀 差 变化 的 根 本原因[ 7 ]。因此 在 机 组 大修 前的启动过 程中为避 免 因轴向位移、胀差变化造成汽轮机升速过程中#1瓦#2 瓦振动突变触发保护,还应严格控制升速率。
1200开度/(%) 49.9 0 0 33.9 78.8 52.1
表2 机组运行参数2
高 压 缸 绝中 压 缸 绝

某厂汽轮机高中压缸负胀差大原因分析及处理【精品-doc】

某厂汽轮机高中压缸负胀差大原因分析及处理【精品-doc】

某厂汽轮机高中压缸负胀差大原因分析及处理【精品-doc】某厂汽轮机高中压缸负胀差大原因分析及处理摘要:本文通过对某厂汽轮机高中压缸负胀差大的原因进行分析,结合大修发现的问题,采取相应的处理措施,解决了机组正常运行中高中压缸负胀差偏大的问题,提高了机组的安全性和经济性。

关键词:负胀差原因分析处理1 简介某厂汽轮机是东方汽轮机厂生产的N300—16.7/537/537—4型亚临界、中间机再热、高中压合缸、双缸双排汽、单轴凝汽式汽轮机。

2001年3月投产。

该组为两缸两排汽型式,高中压部分采用合缸结构。

因而进汽参数较高,为减少汽缸应力,增加机组启停及变负荷的灵活性,高压部分设计为双层缸。

低压缸为对称分流式,也采用双层缸结构,为简化汽缸结构和减小热应力,高压和中压阀门都采用落地式,左右两侧对称布置,机组总长18m。

为了平衡转子的轴向力,高压部分设计反向流动,因此高压和中压进汽口都布置在高中压缸中部,是整个机组工作温度最高的部位。

新蒸汽通过主蒸汽管进入高压主汽调节阀,再经4根φ273×40mm高压主汽管和装在高中压外缸中部的4个高压进汽管分别从上下方向进入高压通流部分。

蒸汽经过1个单列调节级和9个压力级作功后,由高压缸前端下部的2个高压排汽口排出,经两根冷段再热汽管去锅炉再热器,管上各装1个Dg600mm的排汽止回阀。

第七级后设一段回热抽汽供,3高加,第10级后(高压排汽)设2段抽汽供,2高加。

再热蒸汽通过两根热段再热蒸汽管进入中压联合汽阀,再经两根φ582×65mm 中压主汽管从高中压外缸中部下半两侧进入中压通流部分。

中压部分共有6个压力级,第3级后有一个3段抽汽口供,1高加,中压排汽一部分从高中压外缸后端下半的4段抽汽口抽汽供除氧器,大部分从上半正中的一个φ1400mm中压排汽口进入连通管通向低压缸。

低压部分为对称分流双层缸结构,蒸汽由低压缸中部进入通流部分,分别向前后两个方向流动,经2×6个压力级作功后向下排入凝汽器。

高压缸缸温异常现象的分析与探讨

高压缸缸温异常现象的分析与探讨
22 高压 内缸 上下 内壁 温差拉 大 . 在机 组 冷 态启 动 过 程 中 ,当汽 机 转速 在 20 0 0
1图 2所示 , 采用 垂直 相交 的并 管方 式 。 1中 , 、 均 图 4 根 长 10 0 m 的 管 子 汇 成 1根 ,进 口压 力 为 l 0 m
MP , a 汇流后 管径 增 大 , 流量 为 1 h 图 2中 , 1 总 5t 。 / 管
图 1 高 压 导 管 疏 水 管 并 管 示意 图
经 济损 失 。 直至 2 0 0 8年 1 月 份机 组 大修结 束 , 1 通过
揭 缸检 查 , 然 未能 找到 问题 的症 结所 在 , 仍 大修 后启 动过程 中 , 温差 逐渐 拉 大 的现象 依然存 在 。 缸
图 2 高 排 逆 止 门前 疏 水管 并 管 示 意 图
21 0 1年 2月
V O 4 13 N O. 1
r n 以下 暖机 时 , / 及 mi 出现 高压 内缸 上下 温差逐 渐拉 大 的现 象 , 20 0r n定 速 暖机 过程 中温差 有不 在 0 mi / 断增 大 的趋 势 ,当温 差拉 大至 1 8℃以上时 , 2号轴
和管 2进 口条 件一 样 , 口压 力 均为 00 a 汇流 进 . MP , 5
后总 流量 为 6t , h 管径 不变 。 /
收 稿 日期 :2 1— 3 1 ;修 回 日期 :2 1— 0 2 000 —5 0 0 1— 5
广 西 电 力
GUA NGXI ELECTRl C P 0W ER
林 健 秋
( 韶关发 电厂 ,广东
韶关
523 ) 1 12
摘 要 : 对 韶 关 电厂 1 号 机 组 启 动 过 程 中 出现 高压 缸 缸 温 异 常 的现 象 , 过 对 疏 水 系 统 进 行 分 析 , 出 了原 因 , 出 了解 针 1 通 找 提

汽轮机高中压内缸变形缺陷分析与处理

汽轮机高中压内缸变形缺陷分析与处理

汽轮机高中压内缸变形缺陷分析与处理摘要:主要介绍某厂660 MW超超临界机组运行四年后首次开缸的检修情况,针对开缸过程中发现的高中压内缸变形状况进行了分析,通过反复测量并与厂家技术人员共同确认,采取对通流部分进行处理、调整的有效方案,解决了高中压内缸的变形问题。

通过检修后,机组盘车、启动、带负荷均一次成功。

关键词: 汽缸变形通流安全运行0 引言某厂汽轮机引进日立技术生产制造的超超临界压力汽轮机,型号为: N660-25/600/600,是典型的超超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、双背压、纯凝汽式汽轮机;最大功率为742.109MW,额定出力660 MW。

该汽轮机采用复合变压运行方式。

2011年6月该厂二号机投入运行,此后除调停外正常运行,2015年2月该机组正常停运行进入计划检查性A修,本文主要介绍机组开缸后的检查情况,并针对高中压内缸变形的缺陷进行分析及提出处理方法。

表1 中压缸通流数据修前测量表2 高压缸通流数据修前测量1设备概况1.1汽轮机本体结构特点本汽轮机为纯冲动式汽轮机,级数相对较少,高中压缸采用合缸,减小了轴向长度和轴承数量。

端汽封和轴承箱均处在温度较低的高、中压排汽口区域。

高中压缸采用头对头布置方式,两个低压缸对称双分流布置,可大大减少轴向推力。

汽轮机各个转子与发电机各转子采用刚性连接方式,轴系为挠性轴系。

叶片采用弯曲/弯扭静叶和弯扭动叶,末级叶片为1016mm长叶片。

汽轮机的汽封采用椭圆汽封。

汽轮机正常启动方式是中压缸启动,当旁路系统出现故障时,也可采用高中压缸联合启动。

汽轮机的结构特点:高中压缸合缸、两个低压缸都是双层缸结构,高压缸共有8级,中压缸共有6级,低压缸共有4×7级,全机共有42级。

1.2汽缸支撑及膨胀设计本汽轮机的支撑方式为:高压外上缸通过猫爪支撑在1号轴承座和2号轴承座运行垫片上,外下缸通过汽缸法兰螺栓吊在高压外上缸。

外下缸上设有安装猫爪,安装猫爪通过横销连接在轴承座上,下缸通过间隙调整螺栓紧固在轴承座上。

汽轮机高中压缸膨胀不畅原因及解决措施

汽轮机高中压缸膨胀不畅原因及解决措施
上 ,外上 缸 通过 汽 缸两端 猫爪 支承 在轴承 箱上 。高
中压外缸支承方式均为 中分面上猫爪支承, 外缸前 后 的支承 猫爪 设置在上 缸上 , 在下 缸上 也设有 猫爪 , 安装猫爪通过横销与滑键连接 , 滑键 固定在轴承座
上( 图 2。 如 ) 正 常状态 下 ,下汽缸 通过 汽缸法 兰螺 栓 吊在上 汽缸上 ,上 汽 缸的工 作猫 爪支 承在滑 键上 ,猫爪与
( 上接 第 1 页 ) 1 缸为猫 爪 中分 面支承 ,由下缸 中分 面伸 出的前 后左
针对轴承箱与汽缸之间推力矩大和轴承箱刚性
差等 因素 ,在 1 轴承箱 与 高压缸之 间使用 了 H型 号
右两侧4 个元宝形猫爪搭在轴承箱上 ,外上缸通过 法 兰螺栓 落在外 下 缸上 ,并在高 压 内缸 外壁第 4级 处设置隔热环将 内外缸夹层空间分为 2 区域 ,既 个
电厂二 期扩建 临 时建设 施工安 装 、清 理 、拆 除等工 作 包给 河南安 阳开 祥建筑 有限责任 公 司 .该 公司在 拆 除架板 过程 中 ,1 工 作人 员从 1 T高 处 坠落 , 名 2I I
中高 处 坠落事故 1 , 起 死亡 1 人 物 体打击 事故 l , 起
死亡 1 。 人
滑键闯垫有工作垫片,两侧有推拉垫片,推拉垫片
( 下转第 4 页) l
一 一
维普资讯
第 4卷 (O 2 第 5 ) 2O 年 期
电 力 安 全 技 术
薯i
事兹
20 年 3 02 月份 ,国 家 电力 公司 系统共 发生 电力
生产 基本建 设人 身死 亡事 故 2起 .死 亡 2 。其 人
可 以降低 内缸 外壁 温差 ,叉可 以提 高外 缸温度 ,有

600MW机组高中压内缸变形处理方案

600MW机组高中压内缸变形处理方案
mm,塞入 深度 为 2 0 mm,且 11 mm 塞 尺 贯通 , .
( )高压 缸和 中压 缸布 置在 同一个 外缸 之 内, 1 呈 反 向流动 。这 样 的布置 减少 了轴 承和 轴封 数量 , 温度 变化 更平滑 ,从而减 少 了热应 力 。
缩 短 了汽 轮机 的跨 度 ;也更好 地平 衡 了推力 ;由于 号 轴 封 体 处 : 从 内侧 往 外 测 量 ,左右 侧 各 为 34 .
中 图分 类 号 : T 2 31 K 6. 文 献 标 识 码 :A
振 动发 生 的可 能性就 大大减 小 。
1 概

( )高 中压 内缸采用 改 良型 Z 5 rMo V, 5 G1 C l 1
同时进汽 口及遮热 环 的布置 保证汽 缸有一个 合理 的
浙 能 兰 溪 电 厂 4 台超 临 界 6 0 MW 机 组 温 度梯度 ,以控制 它 的温度 应 力 , 证寿 命损 耗在 0 保 ( 0 —425 65 6 N6 02 ./6 /6 )是 由东方 汽 轮机 厂 引进 日 要 求 的范 围 内。
21 日立公 司供 货的 高中压 缸特 点 .
修 。在对 高 中压缸 解体 检查 中,发现 高 中压 内缸变 形 较为 严重 ,中分 面存 在 内张 口。 大平 尺检 查 高 用 中压 内缸上 、 下 半 中分 面 , 径 向和 轴 向均 为 两边 高 , 中间低 。 合 空缸 检查 中分 面 间隙 ,中分 面最 大 间隙 在 2
中分面 内张 口还 是不 能消 除 。
电机 端左侧 加 28 .0mm,重 新找平 找 正 。 ( )对 内缸 上所 有 隔板 、2号轴 封 体及 喷嘴室 2
洼窝 找 中心 ,重新 配各 悬挂 销垫 片等 。 ( ) 重新配 高 中压 缸 中分面 密封 键 。 3 ( )径 向、轴 向通 流 间隙调 整等 。 4

2#汽轮机组高压内缸中分面修复“三措两案”

2#汽轮机组高压内缸中分面修复“三措两案”

2#汽轮机组高压内缸中分面修复三措两案批准:审核:编制:目录一、现场查勘 (3)二、项目概况 (3)1.工期目标 (3)2.安全目标 (3)3.质量目标 (4)三、组织措施 (4)1.组织机构 (4)2.岗位职责 (4)三、安全措施 (4)(一)安全管理组织机构 (4)(二)安全技术措施概况 (5)(三)现场监护 (6)四、技术措施 (6)五、施工方案 (7)1.施工措施及要求: (7)2.施工过程: (7)4.检验: (8)5.现场配合: (8)6.工作时间和工期: (9)六、应急预案 (9)1.潜在事故类型 (9)2.应急组织与职责 (9)3.应急处置 (10)4.应急救援现场处置方案 (10)4.1触电人身伤亡现场处置方案 (10)4.2高处坠落人身伤亡现场处置方案 (11)4.3机械伤害人身伤亡现场处置方案 (12)4.4高温中暑人身伤亡现场处置方案 (12)4.5火灾人身伤亡现场处置方案 (13)4.6物体打击伤亡现场处置方案 (14)一、现场查勘施工前,首先了解施工范围,熟悉、掌握汽缸结构、材质以及检修工艺要求、质量标准及安全要求。

做好检修工具、测量工具、专用工具等各种检修用工具的准备。

2#机高压内缸中分面在本次检修中发现自由状态下最大超0.50mm 间隙,紧1/3螺栓后仍有大于0.25mm间隙;带上所有内缸螺栓并紧固后的中分面间隙仍然为0.25mm。

二、项目概况****热电有限公司2#机组,根据本次汽缸解体检修记录,发现高压外内缸变形比较严重(见检修记录),机组出现漏汽现象,对机组运行存在极大安全隐患。

为保证机组安全运行,需要对汽缸中分面进行研磨修复。

开竣工日期:2019年11月10日-2019年11月14日工作名称:2#汽轮机组高压内缸中分面修复工作内容:钳工打磨质量标准:上下內缸空合缸中分面间隙0.05mm不入。

1.工期目标本项目计划工期为5天,2019年11月10日-2019年11月14日。

汽轮机高压缸胀差大原因

汽轮机高压缸胀差大原因

汽轮机高压缸胀差大的原因主要有以下几点:
1.启动时暖机时间太短,升速或升负荷太快,导致汽缸受热膨胀
不均匀,产生胀差。

2.汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低,使得汽
加热的作用较弱,汽缸受热不足,导致胀差增大。

3.滑销系统或轴承台板的滑动性能差,易卡涩,影响汽缸的自由
膨胀,从而导致胀差增大。

4.轴封汽温度过高或轴封供汽量过大,引起轴颈过份伸长,影响
胀差。

5.机组启动时,进汽压力、温度、流量等参数过高,导致汽缸受
热膨胀过快,产生胀差。

6.推力轴承磨损,轴向位移增大,导致转子与汽缸的相对位置改
变,从而影响胀差。

7.汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落,使得汽缸在严冬季
节里受到外界冷空气的影响,产生胀差。

8.双层缸的夹层中流入冷汽(或冷水),导致汽缸受热不均匀,产
生胀差。

9.胀差指示器零点不准或触点磨损,引起数字偏差,影响胀差的
准确测量。

10.多转子机组,相邻转子胀差变化带来的互相影响,也可能导致
高压缸胀差增大。

此外,汽轮机高压缸胀差大还可能受到真空变化、转速变化、各级抽
汽量变化、轴承油温、轴向位移变化等因素的影响。

为了解决汽轮机高压缸胀差大的问题,可以从多个层面入手,例如优化汽轮机结构、提高材料硬度和韧性、加强设备维护管理等。

同时,在运行过程中,要注意控制各项参数在合理范围内,避免过快或过慢的升速和升负荷,以及保持汽缸夹层和法兰加热装置的正常运行等。

以上内容仅供参考,具体原因可能因设备状况和运行条件的不同而有所差异。

在实际操作中,应结合具体情况进行分析和处理。

汽轮机高压内缸变形问题的

汽轮机高压内缸变形问题的

汽轮机高压内缸变形问题的探讨张舒亮(广东省粤电集团有限公司沙角A电厂)当汽轮机处于工作状态时,其受力情况将变得异常复杂,汽轮机不仅承受着自身作用力,还要承受由内部零件质量与内外压差导致的作用力。

同时,汽轮机在承受作用力的情况下,还要承受沿汽缸径向与轴向温度所产生的热应力。

这样多会导致缸体出现变形,与转子发生碰磨,影响机组的安全的运行。

1汽轮机高压内缸变形位置工况数据分析1.1启动过程中高压内缸的数值以某电厂#3汽轮机组的启动数据为例,在汽轮机的启动过程中,汽缸的温度场变化过程,可通过ANSYS瞬态温度场的计算得到,如图1所示:当主蒸汽的温度曲线变化时,汽缸内壁的温度曲线将响应其变化,但法兰外壁的温度变化较为缓慢,具有一定的滞后性。

汽缸内外壁温差最大时刻,也就是常说的汽缸热应力最大的时刻,即内外壁变形量差,达到最大的时刻。

通过图1可以得知,当汽轮机启动后145min,内外壁温差达将到最大。

与此同时,汽缸内壁温度的最高点,要比此刻的法兰外壁温度最低点还要低105.3℃。

1.2停机过程中高压内缸的瞬态数据在汽轮机停机的过程中,主蒸汽中的各种参数是不会发生变化的,它只会随着进气量的下降,导致换热系数跟着下降,并且在参数减小后,进汽量下降。

这样一来,汽轮机中的汽缸换热系数也会迅速下降。

直到汽缸外表温度高于主蒸汽温度为止,才会启动冷却过程。

一旦冷却过程被启动,那么当外表温度高于汽缸夹层温度的时候,就会发生冷却。

由于汽缸内表面的换热系数要高于外表面换热系数。

因此,汽缸内表面的温度就会迅速下降,并且温度要低于外表温度。

通过对停机过程的瞬态模拟,85min时,汽缸内外壁温差达到最大,温度场如图2所示。

2造成汽缸变形的主要原因2.1可能原因分析在对汽轮机的制造和加工,以及检修和运行过程中,若处理措施不当,将会导致汽缸变形,引起汽缸变形的原因,常见的有以下几种:2.1.1汽缸内壁的拉应力过大当汽轮机处在负荷迅速减少,或者紧急停机的状态下,汽缸内壁的温度将很快降低,同时,汽缸外壁温度下降却较为缓慢,造成汽缸内外壁的温差相差很大,最大值将达到50°C,热应力随之变大。

汽轮机大轴弯曲的原因及防治措施

汽轮机大轴弯曲的原因及防治措施
摘 要: 汽轮机 大轴 弯 曲是 汽轮 机 恶性事 故 最典 型的 一种 , 这种 事故 多出现在 高参数 大容量 的 汽轮 机 中, 坏 性极 其严 重 , 破 对这一 事
故 的防治 尤其重要 。 关键 词 : 汽轮机 ; 弯 曲 轴
高 的工作 温 度 下经 过 一段 时 间 的运 转后 , 内 和振 动等 表记 显示 正确 , 常投入 。 并正 应 力逐 渐得 到释放 ,从 而使 转子 产生 弯 曲变 5 . 轴 晃 动值 不 应超 过制 造厂 的 规定 2大 形。 值 , 大 于原始 值 的 0 2 m。 或 .m 0 3 机组 在 滑停 过程 中,专业 管 理 人员 _ 3 53高 压外 缸 上 、 缸温差 不超 过 5 ℃。 I 下 0 和 运 行值 班 员 对敲 打 清 空粉 仓 引起 锅 炉燃 高压 内缸上 、下 缸温 差不 超过 3℃;启动 前 5 烧 不稳定 ,造 成参 数异 常波动 而 引起 对汽 轮 上 、下缸 温 差超 标 不允许 采 用投夹 层加 热来 机 冲击危 害 的严重 性认 识不 足 ,没有针 对 特 缩 小缸 温 差的 办法 以满 足启动 条件 。 殊 的运行 方式 做好 充分 的事故 预想 和 采取 防 54 主 蒸 汽 温 度 必 须 高 于 额 定 蒸 汽 温 . 蒸 0 范措 施 。《 轮机运 行规 程》 汽 中缺 乏供运 行人 度 ; 汽过 热度 不低 于 5℃。 员操 作时 进行 对照 的停 机 曲线 ,如 机组 正 常 5 机 组 冲转 过程 中因振 动异 常停 机 必 . 5 停机 时 的降温 降压 曲线 、停机 后 汽缸 主要金 须 回到盘 车 状 态 时 , 全面 检查 , 真 分析 , 应 认 增大; 惰走 时 间明显缩 短 , 至 发生 急刹 车现 属温 度 的下降 曲线 、正常 停机 惰走 曲线 和 紧 查 明原

汽轮机高压调节阀问题分析及处理

汽轮机高压调节阀问题分析及处理

汽轮机高压调节阀问题分析及处理摘要:高压进汽部分由主汽门与高压调节阀组成,正常运行时主汽门全开,高压调节阀运行方式也同步延展为单阀与顺序阀两种模式。

钢铁企业煤气管网压力波动大的特殊性,导致机组负荷变化较大,为了能够确保在负荷突变时不至于引起过大的热应力和热变形,目前该机组应用单阀运行模式。

本文对汽轮机高压调节阀问题分析及处理进行分析,以供参考。

关键词:汽轮机;高压调节阀;问题处理引言控制阀组的流量特性往往由于长期运行、总流量或数字电液调节系统(DEH,改装组)而偏离原设计值,导致组负荷响应延迟或异常波动等现象 Automatic-Generation-Control(自动生成-控制)和频率调制的性能差异,这降低了组的工作效率,并导致组的工作安全问题。

以C#编程语言开发了汽轮发电机组调节阀组流量特性测试优化系统,该系统是以人工表格长期处理的汽轮发电机组调节阀组流量特性测试数据为基础开发的1高压调节阀结构及工作原理汽轮机高压调节阀是汽轮机负荷控制的实施机制,与相关网络的调节性能及机组的安全稳定运行有关。

DEH系统用分段线性函数描述汽轮机高压调节门流量特性曲线,反映了作为调节系统核心的汽轮机机组理论与实际运行的一致性。

近年来,随着相关网络的优化质量要求的提高和机组运行时间的延长,机组的安全运行问题频繁出现,因为最初给出的功能曲线无法准确描述优化系统的特点在某些载荷段上发生输出反应,阀门打开时发生各向同性振荡,导致阀门杆和阀门芯之间的连接销因剪切作用而下降,反馈装置因暴力作用中断而下降。

另一方面,它会引起主蒸汽压力的剧烈变化,导致发电机组变负荷中各向同性振荡,从而对发电机组的安全稳定运行构成危险,在严重情况下,可能导致电网低频振荡。

本组设计为4个高压调节阀,共用一个阀门外壳,连接两个高压主蒸汽阀的出口,形成一组高压调节阀,由刚性悬挂框架悬挂在汽轮机头部工作层下。

4个高压控制阀分别控制高压内缸内相应的4组喷嘴,控制阀由各自的执行机构控制,各控制阀的执行机构由阀控座、机油动机控制座和填充图案组成在机组运行过程中,DEH接收指令,收集数据,进行综合计算,将控制信号输出到高压调节阀的机油动机伺服阀,执行机构操作,改变调节阀的开度,满足蒸汽分配要求2系统特点汽轮机调节阀组流量特性测试优化系统以C#为编程语言,VisualStudio2017为编程软件。

汽轮发电机高压缸温差探析

汽轮发电机高压缸温差探析
1 高压缸温差产 生的原因分析
机 组 在 启 机 过 程 中 ,由于 汽 缸 内 热 流 向上 流 动 ,启 动 初 期 部 分 凝 结 放 热 ,凝 结 水 在 下 缸 形 成 水 膜 从 而 影 响 下 缸 传 热 ,导 致 下 缸 温 升 比上 缸 慢 ,且 差 距 迅 速 增 大 ;而 启 动 过 程 中进 汽 方 式 也 会 影 响 缸 体 的加 热 ,因此 启动 过 程 中上 下缸 存 在 温 差 属 于 正 常 现 象 。在 机 组 暖机 一 定 时 间 ,转 子转 速 升 高 后 ,汽 缸 内壁 温 度 已较 高 ,且进 汽量 明 显 增加 ,冲 刷 及 卷 带 作 用 显 著 加 强 ,水 膜 不 易 形 成 ,下缸 传热 相 对 加强 ,同时 随着 高 、低 压 加 热 器 随 机 投 入 加 之 缸 体 疏 水 作 用 ,加 速 了 缸 体 的传 热 ,上 下 缸 温 差会 逐 渐 减 小 ,温 度 趋 于 一 致 。
某 电 厂 大 修 后 由 于 高 压 缸 上 下 缸 温 差 大 的 问题 多 次 启 动 不 成 功 ,本 文 通 过 检 查 分 析 ,查 明 了 导 致 该 厂 机 组 高 压 缸 上 下 缸 温 差 大 的 原 因 ,采 取 相 应 措 施 后 成 功 进 行 机 组 启 动 ,解 决 了 该 机 组 的 长期 遗 留 问题 ,保 证 了机 组 的 安 全运 行 。
专 版 lJ电力建设
汽轮发 电机高压 缸温差探析
王树 华
(中 电投 贵 州盘 南 发 电厂 )
摘 要 :结合 笔 者 的 工 作 经验 ,主 要探 讨 发 电机 组 启 动 过 程 中 高压 缸 上 下 缸 温 差 大 的 原 因 分 析 ,并 提 出了 一 些 相 应 的措 施 ,可 供 同行 参 考 。 关键 词 :发 电机 组 ;高 压 缸 ;温 差 ;原 因 ;措 施

缸体缸盖变形的故障原因

缸体缸盖变形的故障原因

缸体缸盖变形的故障原因缸体缸盖是发动机的重要组成部分,它们共同构成发动机的主体结构,为燃烧室的组成部分。

缸体缸盖变形会导致发动机性能下降,甚至可能导致安全问题。

因此,了解缸体缸盖变形的故障原因至关重要。

本文将分析缸体缸盖变形的常见原因,并提供相应的解决措施。

1. 材料问题:缸体和缸盖是由多种金属材料制成的,如铸铁、铝合金等。

这些材料在高温高压环境下工作,可能会发生变形。

材料的热胀冷缩效应可能导致缸体缸盖变形。

此外,材料本身的机械性能也会影响其变形程度。

2. 制造工艺问题:缸体和缸盖的制造过程中,如果加工精度不够,或者装配过程中存在误差,都可能导致变形。

此外,如果材料内部存在缺陷,如铸造缺陷、热处理不当等,也可能会在运行过程中导致变形。

3. 温度变化:发动机工作时,温度变化可能会导致缸体和缸盖变形。

在高温环境下,材料会膨胀;而在低温环境下,材料则会收缩。

这种温度变化可能导致缸体和缸盖的翘曲变形。

4. 机械负载过大:发动机的机械负载过大,如频繁加速、制动等,都可能导致缸体和缸盖变形。

过大的机械负载会使发动机温度和压力升高,进而导致变形。

5. 润滑不良:良好的润滑是发动机正常工作的关键。

如果润滑不良,摩擦力会增加,导致发动机过热,进而导致缸体和缸盖变形。

此外,劣质机油也会加剧发动机磨损,进一步加剧缸体和缸盖的变形。

二、解决措施1. 优化材料选择:根据发动机的工作环境和使用要求,选择适合的材料。

对于高温高压环境,可以选择具有良好耐热性和耐腐蚀性的材料。

2. 提高制造工艺精度:在制造过程中,确保加工精度和装配精度,以提高缸体和缸盖的质量。

同时,采用先进的铸造技术和热处理工艺,减少材料内部的缺陷。

3. 合理控制温度:定期检查冷却系统,确保其正常工作,防止发动机过热。

同时,避免长时间高负荷运行,以减少温度变化对缸体和缸盖的影响。

4. 优化机械负载:减少发动机的机械负载,避免频繁的加速和制动。

此外,选择适合车辆性能的润滑油,并定期更换。

超临界机组汽轮机高压内缸缸壁裂纹修复研讨

超临界机组汽轮机高压内缸缸壁裂纹修复研讨

超临界机组汽轮机高压内缸缸壁裂纹修复研讨摘要:本文分析了电厂超临界借助汽轮机高压内缸裂纹产生原因,介绍了消缺方案和焊前坡口面处理措施,制定了合理的补焊工艺方案和控制变形措施,最终裂纹一次返修合格,焊后汽缸中分面最大变形0.15mm。

关键词:ZG15Cr1Mo1V;裂纹;高压内缸;焊接修复火力发电汽轮机缸体产生裂纹原因复杂,涉及设计、制造及运行等多方面因素[1]。

归纳起来主要有两种情况:一、存在易产生裂纹的薄弱环节,如铸造缺陷疏松、夹渣等;二是应力较大,包括铸造应力、热应力和机械应力等[2]。

缸体出现裂纹后,在裂纹两端存在着很大的应力集中,极易扩展,若裂纹得不到及时处理,或处理方法不当,裂纹将急剧扩张,严重影响机组的运行安全[3]。

本文以某超临界机组缸体大修期发现的裂纹为例,研究Cr-Mo-V型铸钢件裂纹的补焊工艺。

1裂纹情况分析该超临界机组始运行于2010年底,设计工作温度566℃,工作压力24.2MPa,2013年首次大修时,在高压内缸下半内壁发现目视可见的9条裂纹,最长裂纹约70mm。

缺陷正对着中压进汽口位置,汽缸在运行过程中,进汽口处的缸壁长时间受高温高压蒸汽冲蚀,缸壁金属的持久塑性会逐渐降低[1],随持久塑性的降低,铸件应力集中的敏感程度增加,这将促成汽缸裂纹的形成和扩展。

在消缺过程中,发现缺陷处母材存在严重的疏松组织,疏松组织是裂纹萌生的起点[4]。

此外,缺陷两侧的缸体壁厚分别为146.5mm和112.5mm,且在缺陷背面的缸体外壁处,沿圆周分布着隔热环(轴向70mm,径向300mm),有较强的散热作用。

分析认为,缺陷处母材组织疏松是根源,厚度差产生应力集中,再加上隔热环的散热作用,长期存在着较大的温度梯度,由此产生热应力,在热应力、工作压力和蠕变的共同作用下,引起开裂。

2缺陷消除及坡口处理根据裂纹情况,在焊接修复前,采用机械加工方法将缺陷清除。

消缺前,先在裂纹两端打止裂孔,止裂孔距离裂纹两端5mm,裂纹去除后,进行表面PT探伤确认。

电厂汽机运行调整中的问题分析 黎立政

电厂汽机运行调整中的问题分析 黎立政

电厂汽机运行调整中的问题分析黎立政发表时间:2020-08-12T09:55:03.793Z 来源:《电力设备》2020年第10期作者:黎立政张松发吴中青崔季娜潘超[导读] 摘要:目前,我国的经济在快速的发展,社会在不断的进步,电力资源是人们生产生活的必需品,随着社会时代的进步,人们对电力的需求越来越高,为了保障人们正常使用电力资源,必须加强电厂的建设。

(华润电力(温州)有限公司浙江温州 325802)摘要:目前,我国的经济在快速的发展,社会在不断的进步,电力资源是人们生产生活的必需品,随着社会时代的进步,人们对电力的需求越来越高,为了保障人们正常使用电力资源,必须加强电厂的建设。

汽机是电厂得以运作的重要组成部分,它作为驱动大型机组给水泵的设备之一影响着给水泵的正常使用,不过在运行中容易出现故障,为了提高其工作效率必须加强调试与后期保养,分析其故障原因制定合理有效的整修措施,以减少电厂运行成本,节省煤矿资源的使用。

基于此背景,本文对电厂汽机运行调整中的问题进行了分析,并提出了自己的看法,希望能为相关工作人员提供理论帮助,为我国现代化电厂的建设贡献自己的绵薄之力。

关键词:电厂汽机;运行;调整;常见问题引言伴随着我国科学技术的发展,发电对于我们的日常生活也越来越重要。

而作为组成发电厂的三大部分之一的汽机,它的运行好坏在很大程度上直接影响着整个发电机能否顺利运行,所以为了能够保证发电机厂的工作效益,我们对于汽机必须给予足够的重视。

因此对于汽机的组成部分也必须要进行及时的维修和维护,这有这样才能够保证汽机的正常运行,以及发电厂的正常工作。

1电厂汽机运行调整中常见问题1.1叶片损坏对于汽轮机而言,其叶片的构造主要包括动叶片以及静叶片两种。

两者相对来说,动叶片比较容易受损,尤其是当汽轮机高速运转过程中,将造成动叶片严重受损。

比如说,当动叶片转速达到3000r/min时,动叶片在转动过程中,由于离心力的影响,从而致使汽轮机喷出的蒸汽温度持续上升,当上升到一定高温时,动叶片就会因为受到蒸汽的冲击,相应的出现严重的故障问题。

浅谈汽轮机转子弯曲变形原因分析及修复方法与预防

浅谈汽轮机转子弯曲变形原因分析及修复方法与预防

浅谈汽轮机转子弯曲变形原因分析及修复方法与预防青岛鸿瑞电力工程咨询有限公司山东青岛 266100摘要:汽轮机也称蒸汽透平发动机,是能将蒸汽热能转化为机械功的回转式机械,是一种旋转式蒸汽动力装置,来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后,依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶,高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的汽流后喷射到叶片上,使装有叶片排的转子旋转,将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。

同时,对外做功。

在运行过程中,汽轮机转子一方面需要承受汽流的作用力和叶轮本身离心力所引起的应力,另一方面,承受由蒸汽温差所引起的热应力等,检维修或操作不当容易引起汽轮机转子产生弯曲变形。

关键词:汽轮机;转子;弯曲变形;修复1 转子变形某化工企业拥有80万吨/年硫酸装置(以下简称装置)2009年配套安装一台B6-3.3/0.6型、6MW背压式汽轮机,用于驱动AV80-4轴流压缩机以提供装置升温、焚硫炉燃烧等生产用气。

2019年6月25日,因装置酸泵电机出现故障而使装置停车,装置停车时并未将汽轮机进行停车处理,而是将汽轮机转速从3950转/分钟逐步降至1000转/分钟运行。

约3小时后装置恢复开车时同步提高汽轮机转速开车运行,转速提升过程中,发现汽轮机进汽侧、排汽侧转子振动大。

机组振动逐步上升,转速提升20分钟时,汽轮机排汽侧和进汽侧振动值升至500μm,于是,于当天22:03分紧急停下汽轮机后盘车。

由于机轮机机组在1000转/分钟状态下运行约3小时未出现振动情况,紧急停车后盘车期间也没有找到振动大的原因,为进一步查找汽轮机振动大的原因,紧急停车30分钟后于22:35分再次冲转汽轮机至500~600转/分钟,此时汽轮机振动在18~51μm,振动值明显高于大修后开车时10~15μm的振动值,为避免汽轮机转子变形,汽轮机在500~600转/分钟运行30分钟后停机进入盘车状态。

经技术人员分析,汽轮机在低转速运行时间过长,汽轮机的转子、汽缸膨胀不同步,引起局部动静摩擦,产生振动大,于是,决定将机组盘车3小时后再冲转观察。

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汽轮机高压内缸变形问题的探讨
摘要:通过汽缸变形的机理以及实际的运行方式、运行记录数据等资料,对杨树浦发电厂125 MW机组在投运1年后发现2号机内缸变形进行了深入的探讨,得出内缸变形的原因是汽轮机在启动和增负荷阶段,因温度变化率超过设计值,引起内缸热应力超过材料的屈服极限而发生塑性变形。

该结论为今后机组安全运行提供了技术依据。

关键词:高压内缸塑性变形热变形快冷系统
1999年9~10月,杨树浦发电厂改建工程2号机组在计划大修期间,发现高压内缸法兰接合面部分呈内张口变形,同时高压内缸与中压内缸之间的汽封部分磨损。

在大修停机时,为缩短汽缸冷却至开缸温度时间,按汽轮机制造厂快速冷却的要求,在实施滑参数停机后,进行汽轮机强迫冷却试验工作。

由于运行过程完全由控制系统自动进行,停机过程采用滑参数方式,加上投快速冷却系统,使内缸的变形原因分析复杂化。

因此,电厂从汽缸变形的机理,辅以启停过程中的原始数据以及再次投运后启动和带负荷运行试验,客观、全面地对汽缸变形的可能原因逐一进行分析,从而得出2号机内缸变形是由于汽轮机启动和增负荷过程中实际温度变化率超过制造厂自动控制设定值,造成内缸内外壁温差过大而发生塑性变形的结论。

1 汽缸塑性变形的原因分析
1.1 汽缸变形的可能原因
(1)常见原因是汽轮机在变动工况,例如启动和停机过程中温度变化率过大,使汽缸内外壁和法兰内外壁温差过大,不仅产生热翘曲,而且产生较大的热应力。

当热应力超过材料的屈服极限时,则产生塑性变形,在温差消失后,法兰接合面会出现张口,并可能造成漏汽,这种变形有一定规律,可按变形现象形成的机理来进行分析。

(2)汽缸也会因制造缺陷在运行一段时间后产生变形。

主要原因是铸造后的大件,因厚度不同,浇口位置等影响,在凝结冷却过程中因冷却速度不同,留有残余应力,若未很好消除,则在运行中随着温度的变化,内应力会消失,造成汽缸发生变形。

1.2 2号机高压内缸变形原因
(1)汽缸壁内外温差引起的热变形
2号汽轮机高压段为双层缸,在内外缸之间夹层中流过的是高压段的排汽返流至中压段,内缸外壁没有隔热屏屏蔽,内缸外壁受到低温汽冷却,故内缸内外壁间的温差较大。

当汽缸壁厚在内壁温度高于外壁温度时,内壁热膨胀量较外壁大,内壁热膨胀受外壁的约束,使内壁受压应力,而外壁受拉应力。

当汽轮机启动及加负荷过快,内壁温升率很大时,则会引起内外壁温差很大,内壁所受压应力也很大,若超过材料的屈服限,则将产生塑性变形。

在汽缸内外壁温差趋于零后,例如停机完全冷却后,这种内壁因受压而产生的永久变形已使内壁圆周变短,外壁基本不变,故汽缸法兰接合面处主要呈现内张口变形。

汽轮机的降温过程过快,同样会造成汽缸外张口变形。

(2)汽缸法兰内外壁温差引起的热变形
2号汽轮机汽缸法兰厚度是缸壁的3~4倍,故法兰温度低,因此法兰沿轴向法兰内外壁均存在较大温差,在水平面内产生热变形。

当法兰内壁温度高于外壁温度时,内侧热膨胀量大,外侧热膨胀量小,则沿汽缸轴向方向各横截面产生弯曲变形,两端向外弯曲,中间向内弯曲,因汽缸垂直方向刚度小,在这种变形力的作用下,汽缸两端的水平部分被拉大,呈一横椭圆形(水平轴大于垂直轴),使通流部分上下间隙变小,水平间隙变大,法兰接合面呈外张口;中间部分成为一竖椭圆形(垂直轴大于水平轴),法兰呈内张口。

2 汽缸变形测量和启动数据的分析
2.1 内缸变形量测量结果
1999年9月17~19日,对变形内缸进行了不紧螺栓、紧1/3螺栓、紧全部螺栓和热紧全部螺栓后汽缸中分面间隙测量,不紧螺栓的测量结果见图1。

测量结果为汽缸已发生内张口变形,变形最大部分在高压汽封端,未紧螺栓时测量上下缸椭圆度上下方向6.3mm,三弯方向3.95mm;热紧螺栓后,内缸中分面最大张口为0.05mm 可塞进40~50mm,在高压汽封端处椭圆度测量为4.77mm,三弯方向4.71mm。

从测量的数据可知,从高压汽封向两端以轴向方向内张口变形量逐渐变小,这与汽缸在启动和加负荷时引起变形的机理相符。

热紧全部螺栓后可消除内张口,这虽然可以保证正常工况时高压内缸中分面无间隙运行,不会吹坏汽缸平面,但由于已发生内张口变形,原制造厂要求的螺栓热紧力为克服内张口塑性变形量,使原有水平接合面的紧力余度相应减少,如果通过增加螺栓紧力来达到原紧力要求,则螺栓的使用寿命将减少。

2.2 启动数据的分析
2号机大修后再次启动时,对机组的主蒸汽温度、高压内缸壁温度等重要参数进行了记录,汽轮机启动和带负荷过程完全按制造厂预置的程序实现自动启动。

制造厂的设计思想是通过内缸壁2点100%深度的温度测点来换算出汽轮机转子应力,而整个启动、停机和增减负荷过程的应力控制是以转子的计算应力进行设置,所以如果实际转子应力满足要求范围,则可推断高压内缸应力也应在受控状态,反之,汽轮机应力控制器将自动停止启动和减负荷,通过延长时间至应力满足要求,再允许进一步启动或增负荷。

因此在投入应力控制器后不会发生的内缸变形。

在对实际启动和带负荷数据记录分析后,发现虽然按制造厂设置的自动程序对机组进行整个工况的应力控制,但代表转子和内缸应力的内缸壁温度变化率远大于制造厂提供的转子温度变化率曲线。

冲转时内缸壁2点100%温度分别为217.58℃和211.67℃,按曲线要求温度变化率应小于等于2.4℃/min,但实际记录发现,启动过程中有多个区域存在连续温度变化率超过允许值,在升负荷阶段,内缸100%2点温度分别为299.88℃、298.88℃,查曲线允许温度变化率应小于等于2.4℃/min,但实际记录也发现了连续温度变化率超过允许值。

这说明设计的应力控制器对转子和内缸的应力控制并不能完全精确反映实际运行情况,控制设定值和实际运行值存在差异。

所以对运行在内外壁有较高温差的高压内缸而言,仅通过控制转子计算应力来推断汽缸是否会发生变形的设计思路难圆其说。

2.3 快冷系统的投运过程
1999年9月17日21∶00,2号机开始滑参数停机;9月18日2∶00打闸停机,高压内缸壁温度已降至299℃,9∶50分投快冷通热压缩空气,11∶50结束通气冷却,内缸壁温度55℃,共耗时50h。

快冷系统的工质流程为杂用气泵站→快冷装置→自动主汽门疏水管→自动主汽门→高压调门→高压内缸通流部分→高压内外缸夹层→中压段→二抽安全门出口。

冷却方式采用顺流冷却。

快冷系统投运的控制指标:
差胀:大于-3mm(设计允许值-5mm~+9mm);
轴向位移:+0.3mm~-0.3mm(设计允许值:+0.6mm~-0.6mm);
上下缸温差:-25℃~25℃);
转子晃动值:小于等于0.02mm(与原始值比较);
汽缸降温速率:小于0.2℃/min。

快冷过程和发生的问题:因先冷却高压内缸,后冷却高压外缸(内外夹层),所以差胀向负差胀方向发展。

在冷却过程中差胀达-2.63mm,曾停止通气超过7h,待差胀下降至-2.16 mm后再次通气冷却;在冷却过程中当高压内缸温度降至88℃,高压外缸进汽段端壁温约130℃,中压缸排汽端壁温仍有140℃,说明冷却过程按设计流程达不到各部套均匀降温的要求,从而增加了冷嘲热讽却至停盘车和油系统120℃的时间。

控制汽轮机各部件的温度是快冷能得以顺利实施的关键,因此温度变化率严格控制在小于等于0.2℃min是合理的,并且按部件的实际温度来控制温度变化率,使温度低的部件允许有较大的变化率,温度高的部件则采用较小的温度变化率,从而来确保各部件的使用寿命。

快速冷却是内缸内壁温度低于外壁温度形成内外壁温差的冷却过程,按汽缸变形的机理分析,如果由于快冷引起的汽缸塑性变形,汽缸中分面应呈外张口变形,这与实际变形情况不符。

另外,快冷过程汽缸的降温速率远比制造厂滑参数停机允许的温度变化率低,所以可以排除快冷造成内缸变形的可能。

3 结论
(1)汽轮机启动和加负荷过程是对汽轮机内缸进行升温的过程,此时内缸内壁温度比外壁温度高,形成温差。

而汽轮机停机和强迫冷却过程是对内缸进行降温过程,在内缸内外壁形成相反温差,两种工况造成内缸变形的机理完全相反。

内缸产生内张口塑性变形按机理分析是由启动和增加负荷时升温速率过快引起。

(2)按制造厂预置的程序自动启停,理论上通过控制内缸100%深度的测点温度变化率来设置转子应力范围和控制汽缸的应力,但实际记录数据存在连续温度变化率超过允许值,所以,制造厂解释的通过转子应力控制能同时对汽轮机包括内缸在内的部套进行控制的设计思想未能满足现场实际情况,这是导致2号机高压内缸变形的主要原因。

(3)仅对高压外缸,中压缸设置上下温度测点并有上下缸温差小于等于25℃的控制要求,唯独内缸不设上下缸温度测点,内上缸设2点100%深度的测点仅作为转子应力计算数据,对转子应力加以控制。

所以,内缸上实际无任何控制其热应力的手段,这也是造成内缸变形的必然结果。

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