機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)各階段脹差的控制要點(diǎn)解析

摘要：汽輪機(jī)與汽缸的相對(duì)膨脹，稱為脹差。習(xí)慣上規(guī)定轉(zhuǎn)子膨脹大于汽缸膨脹時(shí)的脹差值為正脹差，汽缸膨脹大于轉(zhuǎn)子膨脹時(shí)的脹差值為負(fù)脹差。根據(jù)汽缸分類又可分為高差、中差、低差。我廠控制的脹差：高差：18.39—28.92，中差：5.88—15.89，低差：8.19—40.91，單位：MM.研究脹差的變化即是探測(cè)汽輪機(jī)軸向動(dòng)靜部分的間隙變化，避免發(fā)生碰撞，損壞設(shè)備，造成重大損失由于汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子與汽缸的表面積不同，厚度、形狀不同，加熱、冷卻的速度是不一樣的，轉(zhuǎn)子加熱、冷卻速度比汽缸快，因此脹差的規(guī)律是熱正冷負(fù)。機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)子膨脹快、汽缸膨脹慢，因此控制脹差直接關(guān)系到機(jī)組安全運(yùn)行，意義重大。引言

機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中，從供軸封、沖轉(zhuǎn)、并網(wǎng)帶負(fù)荷至滿負(fù)荷.由于轉(zhuǎn)子體積小，膨脹快，反之汽缸膨脹慢，所以控制脹差就要從汽封供軸封做起。汽封供汽抽真空階段從汽封供汽抽真空到轉(zhuǎn)子沖轉(zhuǎn)前脹差值是一直向正方向變化的。因?yàn)樵诩訜峄蚶鋮s過(guò)程中，轉(zhuǎn)子溫度升高或降低的速度都要比汽缸快，相應(yīng)的膨脹或收縮的速度也要比汽缸快。在對(duì)汽封供汽時(shí)，汽封套受熱后向兩側(cè)膨脹，對(duì)整個(gè)汽缸的膨脹影響不大。而與汽封相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子主軸段受熱后則使轉(zhuǎn)子伸長(zhǎng)。汽封供熱對(duì)轉(zhuǎn)子伸長(zhǎng)值的影響是由供汽溫度來(lái)決定的，但加熱時(shí)間也有影響。當(dāng)抽氣系統(tǒng)投入并開(kāi)始抽真空后，如果脹差向正值變化過(guò)快，可以采取降低軸封壓力或適當(dāng)提升凝汽器真空的方法，因?yàn)橥ㄟ^(guò)提升真空可以減少蒸汽在汽封中的滯留時(shí)間?？傮w上來(lái)說(shuō)，冷態(tài)開(kāi)機(jī)，汽封來(lái)汽溫度和壓力應(yīng)該低一些，真空應(yīng)該提升的快一點(diǎn)，在確保安全的前提下盡早達(dá)到?jīng)_轉(zhuǎn)的條件。

沖轉(zhuǎn)、暖機(jī)升速階段從沖轉(zhuǎn)到定速，脹差基本上繼續(xù)上升。在這一階段，蒸汽流量小，蒸汽主要在調(diào)節(jié)級(jí)內(nèi)做功。轉(zhuǎn)子膨脹快，所以沖轉(zhuǎn)時(shí)，要控制低參數(shù)沖轉(zhuǎn)。中速暖機(jī)以后再升速時(shí)，脹差值才會(huì)有減小的趨勢(shì)。這主要是因?yàn)殡S著轉(zhuǎn)速的升高，離心力增大，軸向的分力也增大了，而使轉(zhuǎn)子變粗縮短。同時(shí)汽缸溫度逐漸上升，汽缸的膨脹速度也在上升，相對(duì)遲滯了轉(zhuǎn)子的膨脹值。在沖轉(zhuǎn)過(guò)程當(dāng)中要密切注意缸溫的變化，此時(shí)如果脹差正值過(guò)高應(yīng)穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，或者降低真空，讓蒸汽在汽缸中的滯留時(shí)間長(zhǎng)一些，充分暖機(jī)。有時(shí)在暖機(jī)升速過(guò)程中，如果汽缸本體疏水調(diào)節(jié)不當(dāng)也會(huì)影響到脹差，所以，開(kāi)機(jī)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意控制汽缸本體保溫及疏水。為了防止脹差表數(shù)據(jù)失真，我們還應(yīng)當(dāng)密切觀察機(jī)組熱膨脹和軸向位移的變化，通過(guò)熱膨脹，軸向位移的對(duì)比來(lái)進(jìn)一步判斷脹差變化。同時(shí)嚴(yán)密監(jiān)視機(jī)組振動(dòng)情況，特別是跨越臨界轉(zhuǎn)速時(shí)更為重要。3.

定速和并列帶負(fù)荷階段,這是控制脹差的重要階段

1.由于從升速到定速的時(shí)間較短，蒸汽溫度和流量幾乎不變化，對(duì)脹差的影響在定速后才能反映出來(lái)。定速后，脹差增加的幅度較大，持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)，特別是在發(fā)電機(jī)并網(wǎng)以后。在低負(fù)荷暖機(jī)階段，蒸汽對(duì)轉(zhuǎn)子和汽缸的加熱比較劇烈。并網(wǎng)后，隨著調(diào)節(jié)汽門的開(kāi)大，調(diào)節(jié)級(jí)的溫度上升比較快，調(diào)節(jié)汽門的開(kāi)啟速度對(duì)脹差的影響比較大。為了控制脹差變化過(guò)快，并網(wǎng)后應(yīng)但在低負(fù)荷狀態(tài)下暖機(jī)一段時(shí)間，具體的低負(fù)荷暖機(jī)時(shí)間由汽缸上、下壁溫度，調(diào)節(jié)級(jí)溫度和脹差的變化趨勢(shì)來(lái)定。在脹差回頭或在可控時(shí)，才能開(kāi)始控制主、再熱汽溫逐步提負(fù)荷，一般控制主再熱汽溫在470—510度，至240MW-300MW穩(wěn)定負(fù)荷，等汽缸膨脹出來(lái)再升至額定參數(shù)。另外也可在低參數(shù)情況下逐步加負(fù)荷，一旦脹差又出現(xiàn)上漲并且達(dá)到并網(wǎng)時(shí)的數(shù)值時(shí)就應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)臏p緩升負(fù)荷速度甚至停止升負(fù)荷繼續(xù)暖機(jī)。這樣一直到機(jī)組負(fù)荷加至高負(fù)荷，等汽缸膨脹出來(lái)，脹差穩(wěn)定在正常值后，提高參數(shù)。另外，凝汽器真空的變化對(duì)脹差也有較大的影響。在汽輪機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)機(jī)組維持一定轉(zhuǎn)速或負(fù)荷時(shí)，改變凝汽器真空可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整脹差。當(dāng)真空降低時(shí)，欲保持機(jī)組轉(zhuǎn)速或負(fù)荷不變，必須增加進(jìn)汽量，使高壓轉(zhuǎn)子受熱加快，其高壓缸正脹差隨之增大；由于進(jìn)汽量的增大，中低壓缸摩擦鼓風(fēng)的熱量容量被蒸汽帶走，因而轉(zhuǎn)子被加熱的程度減小，正脹差減小。當(dāng)凝汽器真空升高時(shí)，過(guò)程正好相反，應(yīng)該指出，對(duì)不同的機(jī)組，不同的工況下，凝汽器真空變化對(duì)汽輪機(jī)脹差的影響過(guò)程和程度是不同的。

在這一階段，控制好主再熱汽溫，滿足低參數(shù)、大流量蒸汽來(lái)暖缸，是控制好脹差的關(guān)鍵。

總的來(lái)講，影響機(jī)組脹差的因素主要有以下幾點(diǎn)：沖轉(zhuǎn)參數(shù)及暖機(jī)時(shí)間的長(zhǎng)短，凝汽器真空的變化，軸封供汽溫度的高低和供汽時(shí)間的長(zhǎng)短，主蒸汽的溫度及溫升率，負(fù)荷變化。而這些因素都與主再熱蒸汽的溫度、溫升或流量變化速度有關(guān)，因