汽轮机的 胀差

实例：200MW机组负胀差 大的原因和处理
• 现象：5#机组大修后，发现高压缸负胀差增大，-1.5mm，接近 保护动作值，只能维持120MW。并先后掉闸11次，同时发现高 压缸前后漏汽严重，高压缸绝对膨胀为25~26mm。高旁门杆漏 汽严重，而该漏汽进入轴封排汽系统。 • 机组高压缸与轴承箱间工字键温度比其他机组高（235℃,其他机 组为85℃），对工字键吹风降温，高压缸负胀差降为-0.7。 • 轴封加热器排汽口余汽排汽量大于其他机组，入口应为负压，而 现在为0.5MPa。 • 机组串轴值大修前为0.1mm,而现在为0.3mm，说明转子向发动 机侧推移了0.2mm。 • 分析：造成高压缸负胀差大的原因是高压缸前后轴封漏汽严重， 导致汽缸膨胀量增加，工字键温度高，高压缸比正常膨胀值多向 前移动了一定数值，而串轴又将转子向后移动了0.2mm，造成 高压缸出现负胀差。 • 漏汽来源于高旁门杆漏汽，门杆漏汽造成轴封排汽不畅，轴封漏 汽严重，加热了汽缸和工字键。
• 处理：修研高旁门杆，处理漏汽 • 调整高中压转子位置，由于该机中压缸存在正胀差大， 高压缸出现负胀差，故对推力瓦做了调整，在中压转 子侧加垫0.3mm，在高压转子侧减垫0.3mm。，使整 个转子向机头方向移动0.3mm。调整后高压转子速度 级间隙为1.2~1.45mm，（调整前为0.9~1.15mm）符 合制造厂要求。 • 结果：经上述处理后，启动带负荷200MW，高压缸负 胀差为-0.2~0.4mm之间。
二、汽缸过大正负胀差的原因 • 汽轮机胀差正值大的原因有：启动暖机时间不 足，升速或增负荷过快；汽缸夹层、法兰加热 装置用汽温度太低或流量太小，引起加热不足； 汽轮机进汽温度升高；轴封供汽温度升高，或 轴封供汽量增大；进入汽轮机的蒸汽流量增大； 滑销系统轴承台板滑动卡涩，汽缸胀不出；汽 缸保温脱落或有穿堂冷风；双缸夹层中流入冷 汽或冷水等。
• 胀差负值比正值更危险
级内间隙b＜级间间隙a
N125-135/550/550型汽轮机膨胀示意图 1-叶片 2-喷嘴 3-推力轴承 4-支持轴承 5-死点
• 若胀差为正值，表明转子膨胀较汽缸大，即转 子以推力轴承为固定点，相对于汽缸往后伸长， 使喷嘴出口轴向间隙b增大，入口轴向间隙a减 小。若胀差为负值，则表明转子收缩比汽缸快， 喷嘴出口轴向间隙b变小，入口轴向间隙a增大。 • 所以胀差负值比正值更危险 •
• 顺时针方向旋转调整螺钉，可使可调楔块向下 移动。 • 轴承座两边的调整螺钉，必须改变相同的量， 但方向相反。 • 在壳体一端的一对楔块，给定了转子正确的轴 向位置后，另一端的一对楔块也必须嵌紧，以 防止壳体在轴承座内轴向移动。 • 这种可调定位块的结构，在安装、检修时，易 于拆装。
推力轴承壳体的轴向位置调整
• 汽轮机汽缸膨胀死点：横销和纵销交点，一般 在排汽缸 • 转子和汽缸之间的相对死点：推力轴承瓦块工 作面
• 推力轴承壳体在轴承座内的轴向位置由定位块决定， 见附图4-1.定位块包括调整螺钉、可调楔块、固定楔 块与垫片。当需要得到汽轮机在汽缸内正确位置时， 可用调整螺钉，使可调楔快上下移动，从而，改变推 力轴承壳体在轴承座内的的轴向位置。 • 当进行调整时，应拆去锁紧线，并松开锁紧螺母，才 能转动调整螺钉。 • 如果轴端测微计指示出转子不在正确位置，即使在机 组运行时，有必要的话，也能进行调整。 • 调整螺钉转一圈，可改变推力轴承壳体的轴向位置 0.1mm。如果要求移动量大于0.8mm左右，必须更换 垫片。
• 一、基本概念 • 胀差： • 转子与汽缸沿轴向膨胀之差值，称为转子与汽 缸的相对膨胀差，简称胀差 。 • 胀差的变化规律：热正冷负 • 汽轮机在启动及加负荷过程中，转子温度升高 比汽缸快，因而转子膨胀值大于汽缸膨胀值， 胀差为正；相反，在停机或减负荷过程中，汽 缸收缩比转子慢，胀差为负。
• 汽轮机的转子质量比汽缸小（高压汽轮机高压 段的转子质量一般只有汽缸的1/3-1/4），转子 与蒸汽接触的表面积大，是汽缸与蒸汽接触表 面积的5倍左右，因此启动和加负荷过程中，转 子的温升比汽缸快，轴向膨胀值比汽缸大，从 而出现正胀差。 • 停机和降负荷时转子收缩比汽缸快，出现负胀 差
• 危害：卡涩使汽缸滑动受阻，膨胀能量便在缸 体薄弱之处以变形方式储存起来，使动静摩擦、 轴承箱变形、开裂、转子弯曲等。 • 通过临界转速时，卡涩可能巧获克服，缸体弹 复产生跳跃，出现响声。中压缸突然胀出，高 压缸滑销系统可能无法保证这一冲击力与轴线 一致，造成高压缸卡住，整个机组汽缸变形或 卡涩。 • 处理：耐磨塑料台板，自润滑石墨台板
（2）汽缸侧工字键要比轴 承座侧高1.5~0.3mm，这 个值叫预应力。因为高压 缸是上缸猫爪支撑在轴承 座上，下缸吊在上缸上， 当下缸向下位移时，工字 键保持水平。安装时对此 公差未与重视。 当下缸向下位移时，工字 键低头刚度减弱，降低了 推动力的传递，中轴承箱 膨胀受阻。
• 处理： • （1）检修中台板，打磨，加油，更换加油嘴 • （2）调整1#对轮的下张口0.44mm（2#、3#瓦 上抬），为保证动静间隙，下汽缸上抬，正好 满足制造厂规定的汽缸侧工字键要比轴承座侧 高1.5~0.3mm的预应力值。 • （3）处理水蚀
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6个角销，6个纵销，4个横销,4个工字销，
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• 该机组停运5个月后，启动中发现高、中轴承箱膨胀曲线呈 阶梯跳跃现象，中压缸正胀差大,报警，只能维持110MW负 荷。 • 原因： • （1）充油台板油脂凝固，汽封凝结水泄入轴承座下部，造 成锈蚀,轴承座滑销系统卡涩或台板毛刺，影响自由滑动。 • （2）汽缸侧工字键要比轴承座侧高1.5~0.3mm，这个值叫 预应力。因为高压缸是上缸猫爪支撑在轴承座上，下缸吊 在上缸上，当下缸向下位移时，工字键保持水平。安装时 对此公差未与重视。
• 胀差负值大的原因有：负荷下降速度过快或甩 负荷；汽温急剧下降；水冲击；轴封汽温降低； 汽缸夹层、法兰加热装置加热过度；轴承油温 过低；双层缸夹层中流入高温蒸汽（如进汽管 漏汽）等。
实例：200MW机组正胀差 大的原因和处理
汽缸过大正胀差的排除 • （一）汽缸膨胀不畅原因 • 原因：大功率汽轮机由于高中压转子达几十吨， 而使第二轴承座（中轴承座）摩擦力很大。 • 采用充油台板，充油不及时，油质不合格、台 板毛刺等原因，造成启动过程汽缸膨胀受阻， 出现正胀差。 • 现象：高中压缸膨胀值达不到设计值，轴承座 启动膨胀曲线出现跳跃，甚至有咚咚的响声。