李吉強(qiáng)

【摘要】青海寧北發(fā)電公司#1、#2機(jī)自2011年投產(chǎn)以來(lái)高壓缸差脹較低，在熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)高壓缸差脹下較快不易控制

【關(guān)鍵詞】機(jī)組；高壓缸；差脹；控制

1、前言

該廠#1、#2機(jī)型號(hào)N135-13.24/535/535型式超高壓、中間再熱、高中壓合缸、單軸、雙缸、雙排汽、凝汽式汽輪機(jī)?？偢酌洖?0-25mm。#1、#2機(jī)分別于2012年及2011年投產(chǎn)運(yùn)行。自#1、#2機(jī)運(yùn)行以來(lái)高壓缸差脹偏低。在機(jī)組啟停尤其在極熱態(tài)啟機(jī)中高壓缸差脹下降快難以控制，故分析差脹下降較快的原因，形成一套合理有效的控制辦法和防范措施對(duì)運(yùn)行人員來(lái)說(shuō)是非常重要的。

2、極熱態(tài)開(kāi)機(jī)過(guò)程中對(duì)高壓缸差脹的影響

該廠#1、#2機(jī)在135MW額定負(fù)荷時(shí)高壓缸差脹#1機(jī)為0.46mm，#2機(jī)為-0.01mm高壓缸差值在正常運(yùn)行時(shí)偏低。本機(jī)組高壓缸定值為≥+7mm或≤-2mm高報(bào)警、≥+8或≤-3mm跳機(jī)。在極熱態(tài)開(kāi)機(jī)時(shí)由于（1）汽輪機(jī)高壓內(nèi)缸缸溫高（2）鍋爐升溫升壓達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)參數(shù)時(shí)新蒸汽溫度達(dá)不到比高壓缸內(nèi)缸溫度大50℃的要求。（3）機(jī)組沖轉(zhuǎn)時(shí)鍋爐新蒸汽溫度到達(dá)汽輪機(jī)時(shí)由于管道熱損失等因素新蒸汽溫度會(huì)降低。故在極熱態(tài)開(kāi)機(jī)沖轉(zhuǎn)過(guò)程中新蒸汽進(jìn)入汽缸時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)子和汽缸是冷卻的過(guò)程，由于轉(zhuǎn)子冷卻收縮速度快，導(dǎo)致高壓缸差脹向負(fù)值走，產(chǎn)生較大的負(fù)脹差。如果負(fù)脹差過(guò)大汽輪機(jī)動(dòng)靜部份相對(duì)間隙發(fā)生了變化，相對(duì)脹差值超過(guò)了規(guī)定值，就會(huì)使動(dòng)靜間隙消失，發(fā)生動(dòng)靜摩擦，可能引起機(jī)組振動(dòng)增大，甚至葉片斷裂、大軸彎曲等事故。

3、高壓缸差脹變化原因分析和控制

由于極熱態(tài)開(kāi)機(jī)通常是機(jī)組跳閘后立即恢復(fù)，機(jī)組跳閘后高壓缸差脹是向負(fù)的方向發(fā)展，并且#1、#2機(jī)組在正常運(yùn)行時(shí)高壓缸差脹值就較小，所以在極熱態(tài)開(kāi)機(jī)時(shí)對(duì)高壓缸差脹的控制較重要。現(xiàn)從以下幾個(gè)方面對(duì)高差進(jìn)行控制。

3.1 主蒸汽壓力、軸向位移對(duì)高壓缸差脹的影響

主蒸汽的壓力會(huì)引起機(jī)組軸向位移的變化。軸向位移的測(cè)點(diǎn)在#2瓦處方向?yàn)橄驒C(jī)頭為負(fù)，向發(fā)電機(jī)為正，軸向位移發(fā)生變化時(shí)會(huì)影響高壓缸差脹的變化，但只是從軸向位移單方面來(lái)考慮它對(duì)高壓缸差脹的影響是有限的。對(duì)高壓缸差脹的影響主要還是轉(zhuǎn)子和汽缸的膨脹及收縮的差值。從軸向位移的角度來(lái)分析，在熱態(tài)開(kāi)機(jī)中軸向位移對(duì)高壓缸差脹的影響比較小。

3.2 軸封供汽溫度對(duì)高壓缸差脹的影響

極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)軸封供汽盡量選擇高溫汽源，輔助汽源必須保證溫度控制在270℃左右。如果溫度太低將造成高壓軸封段大軸冷卻收縮，有可能導(dǎo)致汽輪機(jī)前幾級(jí)動(dòng)靜摩擦。

軸封供汽對(duì)轉(zhuǎn)子的軸封段和軸封體加熱，由于軸封是嵌在汽缸兩端，其膨脹對(duì)汽缸軸長(zhǎng)度幾乎沒(méi)有影響，但轉(zhuǎn)子軸封段的膨脹卻影響轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度因此軸封處的局部脹差比較大。如果軸封供汽溫度過(guò)高則出現(xiàn)正脹差過(guò)大，反之負(fù)脹差大。一般規(guī)定軸封溫度要略高于軸封金屬溫度。寧北135MW機(jī)組在極熱態(tài)開(kāi)機(jī)過(guò)程中所采用的輔助汽源的溫度較低在200℃左右。故在極熱態(tài)開(kāi)機(jī)時(shí)，高壓軸封禁止使用減溫水，低壓軸封可根據(jù)低壓缸差脹對(duì)低壓減溫水進(jìn)行調(diào)整 。在極熱態(tài)開(kāi)機(jī)過(guò)程中軸封壓力不可控制過(guò)高，調(diào)整至可密封住高、中、低轉(zhuǎn)子軸封即可，以免軸封壓力高流量大反兒對(duì)高中壓軸封進(jìn)行冷卻使高壓缸差脹下降。

3.3 疏水及高、低加熱器的投入對(duì)高壓缸差脹的影響

在極熱態(tài)開(kāi)機(jī)中為使新蒸汽的流通加快，使主蒸汽的溫度盡快的提升，轉(zhuǎn)子快速的加熱膨脹，在鍋爐點(diǎn)火后應(yīng)對(duì)機(jī)組進(jìn)行及時(shí)的疏水，進(jìn)行疏水的主要原因有兩個(gè)：（1）防止發(fā)生水沖擊事故；（2）增加主蒸汽的流通量加快對(duì)轉(zhuǎn)子的加熱速度。在機(jī)組并網(wǎng)后盡快投入高、低加熱器增加疏水點(diǎn)，增大主蒸汽通流量盡快提高主蒸汽溫度。使高壓缸差脹向正方向走。

3.4 機(jī)組真空對(duì)高壓缸差脹的影響

在極熱態(tài)開(kāi)機(jī)中機(jī)組跳閘后通常采用不破壞真空停機(jī)。機(jī)組重新點(diǎn)火后在未沖轉(zhuǎn)前機(jī)組真空不易過(guò)高，真空過(guò)高汽缸內(nèi)熱氣流通過(guò)快，轉(zhuǎn)子反兒收縮加劇使高壓缸差脹向負(fù)值走。到?jīng)_轉(zhuǎn)時(shí)不利于控制高壓缸差脹。在機(jī)組沖轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)真空的控制主要依據(jù)于調(diào)節(jié)級(jí)進(jìn)氣口壁溫，在沖轉(zhuǎn)時(shí)真空要高使主蒸汽流通速度加快，等調(diào)節(jié)級(jí)進(jìn)氣口壁溫不再下降且有回升的趨勢(shì)時(shí)調(diào)低真空，以使主蒸汽充分對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行充分加熱使高壓缸差脹回升。

3.5 主蒸汽溫度對(duì)高壓缸差脹的影響

無(wú)論在什么情況下的啟、停機(jī)組。主蒸汽溫度對(duì)高壓缸差脹的影響都是比較大的。在極熱態(tài)開(kāi)機(jī)中，主蒸汽溫度對(duì)高壓缸差脹的影響尤為明顯，所以對(duì)主蒸汽溫度的要求也較高，因極熱態(tài)開(kāi)機(jī)通常是機(jī)組跳閘后的再次啟動(dòng)其主要特點(diǎn)是汽缸的溫度高。在機(jī)組沖轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)沖轉(zhuǎn)參數(shù)的要求較高，要求主蒸汽溫度要比靜葉持環(huán)的溫度高50℃，且要求有50℃的過(guò)熱度，在機(jī)組沖轉(zhuǎn)時(shí)即使主蒸汽的溫度比靜葉持環(huán)的溫度高，但沖轉(zhuǎn)進(jìn)氣后主蒸汽對(duì)轉(zhuǎn)子是個(gè)冷卻的過(guò)程，所以靜葉持環(huán)上、下的溫度在沖轉(zhuǎn)過(guò)程中是在下降，高壓缸差脹也隨之下降，等機(jī)組并帶負(fù)荷后由于進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量增大，主蒸汽溫度進(jìn)一步的升高。主蒸汽對(duì)轉(zhuǎn)子又開(kāi)始加熱，主要參考是靜葉持環(huán)上、下的溫度開(kāi)始回升，這時(shí)高壓缸差脹也隨之開(kāi)始回升。

4、結(jié)束語(yǔ)

在啟、停機(jī)組過(guò)程中，使轉(zhuǎn)子與汽缸保持大致相同的熱膨脹速度是控制差脹的關(guān)鍵。差脹數(shù)值就是反映轉(zhuǎn)子與汽缸軸向位置相對(duì)變化值。寧北135MW機(jī)組在熱態(tài)開(kāi)機(jī)中通過(guò)對(duì)主蒸汽溫度、真空、軸封供氣溫度等參數(shù)的控制，差脹下降的速度得到了有效的控制。達(dá)到了一定的效果。

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