#1机高压缸上下缸温差异常原因分析

＃1机高压缸上下缸温差超限原因分析

一、问题的提出

1、高压缸温差监测方法。

华能岳阳电厂汽轮机高压缸的温差监测有中段上下缸温差、排汽端上下缸温差、中段左右法兰温差、顶部与左侧法兰温差、顶部与左侧法兰温差。每个测点均为双支布置。

2、中段上下缸温差异常

在2003年5月17日，＃1机组冷态开机，并网发电，正常运行后发现高压缸外缸上下温差TDTX020点报警，达到－25℃，下缸温度高；6月1日再次开机后，该点温差达到－38℃，TDTX018点达到-34℃，TDTX020点已超出了±35℃的限制标准，且该温差随高压缸进汽温度变化而出现波动，TDTX018点的波动范围在-26～-38℃，TDTX020点的波动范围在-30～-42℃。

3、其他温差及转子振动

排汽端上下缸温差、中段左右法兰温差均未出现变化，并且相对很稳定，波动幅度未超过3℃；轴系各轴承的振动未出现明显变化。

二、检查分析

1、运行变工况比较

分别比较不同负荷、不同高压进汽参数的运行工况对该温差的影响；负荷变化及进汽压力与上下缸温差的变化未发现明显规律，但是高压缸进汽温度变化的影响却很明显，由于高压缸进汽会受高压调门开度变化的影响而出现波动，进汽温度升高，上下缸温差减小，进汽温度降低，则上下缸温差增大。通过将机组运行方式调整为滑压运行进行试验，高压缸进汽温度稳定在530～534℃，上下缸温差波动幅度减小，TDTX018点稳定在-32～-34℃，TDTX020点为-35～-37℃。

从上述检查中可知高压缸的进汽温度变化会造成温差的波动，由此可以知道该负温差的出现与内缸的蒸汽外漏存在必然关系。内缸的正常外漏蒸汽为进口端内缸轴封漏汽，此为整圈均匀的漏气，该部分的漏汽一部分通过内外缸夹层引至高压排气，另一部分进入外缸轴封抽汽。造成上下缸负温差的原因必然是出现了额外的不均匀的漏汽。可能出现的漏气处有内缸与进汽管的密封环处、内缸轴封轴向压力面、八段抽汽连接密封环处。由于缺乏内缸图

纸，内下缸底部是否有法兰密封的堵板尚无法确认。

2、高压外缸保温检查，

经检查高压外缸的保温，发现上缸保温表面较下缸低20℃，分别为62℃和82℃，经过检查各处保温层厚度，确认较均匀，在表面再增加敷设保温层后，上下缸保温表面温度分别为55℃和70℃，并且上下缸温差未见明显变化。故保温层不对该温差产生影响。

3、测点检查

检查各处温度测点的热电偶测量准确，测点布置与设计均相符无误：

A.检查高压外上缸中段测点

005TE：1点：353.7℃ 2点：354.6℃

007TE：1点：358.3℃ 2点：358.2℃

下缸测点

017TE：1点：388.3℃ 2点：388.3℃

019TE：1点：387.3℃ 2点：387.3℃

TDTX018=007TE -017TE=358.3－388.3＝－30℃

TDTX020=005TE -019TE=353.7－387.3＝－33.6℃

B.将温度计布置在外缸温差测点处表面，测得对称两组温度，分别为：在温差测点处的外

缸表面上下缸温差为-21～-25℃，

C.在离测点往后端400mm处的上下缸表面侧的对称一组数据，分别为：上下温差达-41～

-44℃。

三、其他同类型机组电厂汽轮机高压缸的上下缸温差问题

香港青山电厂A厂和B厂机组均为ALSTOM制造，有680MW和350MW的机组各四台，经调查得知高压缸的上下缸负温差问题在青山电厂的两台680MW均出现过一次，1989年和1991年各一次，其原因是由于高压缸底部进汽管与内缸的活塞密封环处卡涩，造成顶部与底部进汽口蒸汽泄漏不均匀，从而导致外缸上下负温差增大，ALSTOM于1991年6月18日专门就此问题进行过说明，提出了处理方法（附后），并表示将青山电厂的经验传真通知各个具有相同结构的电站。之后，青山电厂在其他机组大修中陆续进行了改进。

四、制造厂家ALSTOM的意见

将上下缸负温差的问题以及所作的检查工作通报ALSTOM，ALSTOM其答复内容如下：1、温差对机组运行的影响；

限制温差的原因是：温差会造成缸体临时变形，可能致使汽封很快与转子出现碰磨。超过－35℃就意味着很可能出现碰磨，会使转子的轴振动增加，但也或许不会影响振动，这是由于负荷高、汽封蒸汽流量大，转子得到及时冷却，而不致出现临时热弯曲，也就不会影响轴振动。

2、建议监视运行

ALSTOM建议：在这样的温差水平，＃1机组能继续投入运行，同时进一步研究分析问题，但必须严密监视上下缸温差及轴系运行参数。机组运行时，尽可能在温差测点处使用温度计测量记录温度，同时还在测点往排汽端（比方说1m）和往中分面（比方说1m）处进行测量记录。必须注意温度计汽缸表面金属接触良好。

3、负温差问题的经验反馈

ALSTOM告诉我们如下经验，曾经由于下述局部蒸汽泄漏产生上下缸负温差：

A.高压进汽管与高压内缸顶部、底部的连接处采用密封活塞环密封，岳阳电厂该密

封环在槽内的轴向间隙是基于制造要求间隙，可能是0.002～0.010″（0.05～

0.25mm）。顶部进口管该间隙要求是没有问题，但在底部，由于锈垢堆积，冷态

时会使密封环阻塞在槽内，而开机时该密封环不能胀开密封。现在ALSTOM的标

准要求是：最小间隙0.010″（0.25mm）。另外，甚至顶部连接密封处的蒸汽泄漏

也还会产生负温差。

B.参考高压后端轴封图，内缸轴封座的调整垫片（R212(A0)2637／12）处可能出现

漏汽，这是因为轴封座的密封面并不平。他们已确认造成密封面鼓起不平的一种

原因：即在内缸法兰螺栓解开后，进汽口环型区域的残余应力松弛的结果。因此

需要知道上次开缸检查的时间。

C.抽汽管道的连接处也可能出现泄漏，但好象不会造成影响，因为它靠近排汽端，

温度差别不大，而且其密封环间隙很大，不太可能造成卡涩。