汽輪機低壓缸脹差增大的問題解析

張永光， 張洋

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱150046）

1 引 言

某廠150MW 機組投產于2008 年，2011 年機組進行了檢修，經啟機運行后出現低壓缸脹差大的問題，不敢加大負荷運行，采取多種措施防范也無濟于事，這個問題一直困擾著機組的正常運行。

汽輪機在穩定工況下汽缸和轉子的溫度趨于穩定值，相對脹差也趨于一個定值。在正常情況下，這一定值比較小。但在啟動或停止、汽輪機工況發生變化時，由于轉子和汽缸溫度變化的速率不同，可能產生較大的脹差。這就意味著汽輪機動靜部份相對間隙發生了變化，如果相對脹差值超過了規定值，就會使動靜間隙消失，發生動靜摩擦，可能引起機組振動增大，甚至葉片斷裂、大軸彎曲等事故。因此，在汽輪機啟動、事故、停機過程中應該嚴密監視和控制高低壓缸脹差在規定的范圍內變化。

2 汽輪機脹差變化的影響因素分析

引起汽輪機脹差發生變化的因素主要是什么呢？汽輪機滑銷系統通暢與否，蒸汽壓力、溫度上升（或者下降）和流量變化速度，是控制脹差的有效方法。在汽輪機啟動或停止過程中，控制蒸汽溫度和流量變化速度，就可以達到控制脹差的目的；軸封供汽溫度的影響，由于軸封供汽直接與汽輪機大軸接觸，故其溫度變化直接影響轉子的伸縮。此外，汽缸上下缸的溫差、汽缸內外壁溫差引起汽缸的膨脹或收縮；凝結器真空的影響、汽缸保溫和疏水等都是影響脹差的因素。

汽輪機在啟機運行時操作人員對汽輪機的脹差變化是十分關注的，但在檢修時對各部檢測的探頭質量是否合乎國家檢測標準，安裝的探頭間隙是否合乎設計要求，安裝的位置是否能夠檢測到信號等卻未能引起充分的重高。如果檢測探頭安裝不當也會給運行提供虛假數據造成誤判，在檢修期間對應該能夠檢測的元件是否符合國家檢測和設計所要求的標準，也是值得考慮的。

3 汽輪機低壓缸脹差增大原因排查

下面先了解一下此汽輪機設計規定：（1）此機組2#軸承箱是高中壓缸的死點，推力瓦固定在2#軸承箱內，轉子受熱后推力瓦為原點向機組前后兩邊膨脹，高中壓缸和前軸承箱則以2#軸承箱橫銷和縱銷的交點為原點，通過定中心梁向前膨脹。（2）前軸承箱主油泵帶有推力瓦。

脹差保護相關參數：（1）高壓缸脹差大I 值5mm、-2.5mm 報警。（2）低壓缸脹差大I 值+5.5mm、-3mm 報警。（3）高壓缸脹差大Ⅱ值6mm、-3.3mm 跳機（主汽門、調門、抽汽逆止門，高排逆止門、工業抽汽快關門關閉）。（4）低壓缸脹差大Ⅱ值7mm、-4mm 跳機（主汽門、調門、抽汽逆止門，高排逆止門、工業抽汽快關門關閉）。

機組運行時低壓脹差值在5.6～6.0mm 之間已超出報警值維持運行，負荷帶到120MW 左右運行時。產生脹差正值增大方向，能引起脹差向正值增大的主要因素逐一進行分析判斷：（1）啟動時暖機時間太短，升速太快或升負荷太快。該因素不存在。（2）滑銷系統或軸承臺板的滑動性能差，易卡澀。機組運行時間年限短，該因素存在的可能性不大。（3）軸封供汽溫度過高或軸封供汽量過大，引起軸頸過份伸長。該因素不存在。（4）機組啟動時，進汽壓力、溫度、流量等參數過高。該因素不存在。（5）汽缸保溫層的保溫效果不佳或保溫層脫落，汽機房室溫太低或有穿堂冷風。該因素不存在。（6）轉速變化的影響。該因素不存在。（7）真空變化的影響。該因素不存在。（8）各級抽汽量變化的影響，若一級抽汽停用，則影響高差很明顯。該因素不存在。（9）軸承油溫太高。該因素不存在。

經上述有可能引起的低壓缸脹差大的原因都進行了分析和排查但問題沒能解決。懷疑低壓脹差大為熱控系統帶來的。進行多次調整運行參數仍沒能解決，下一步需要考慮的就是脹差指示器零點不準或觸點磨損引起數字偏差。

由于機組運行負荷不滿影響生產產值，電廠很重視在下次檢修時要求做進一步深入檢查處理。在檢修時，檢查現場監測脹差探頭的安裝位置，檢測位移量又進行重新校對確定，對后軸承箱與臺板也進行了加固。經啟機運行后，機組脹差恢復正常，脹差大的問題消除了。

經分析，在上次機組大修時，因當時機組啟機3#瓦5#瓦振動大，在現場進行配重時(現場作動平衡)，動了脹差監測探頭，后來回裝時未進行校正所引起的，現場又重新進行了校對安裝時，絕對膨脹差1mm、低壓缸脹差0.26mm，機組運行顯示跳機值是7.4（8.4）mm，維持運行不跳機值是6.4mm，看來問題是檢修安裝時檢測探頭沒有進行校準，造成虛假數據所致。

4 結 語

機組檢修時，一時的疏忽，在現場拆裝低壓缸檢測探頭時，沒有拆裝檢測記錄，給運行人員提供了虛假的測量數據，造成了錯誤判斷，也給電廠帶來了經濟損失。為此，機組檢修要有計劃按步驟進行，要有專人做好現場的拆裝記錄并對安裝探頭重新進行檢測校對，確保檢測的數值真實準確無誤，避免其他電廠類似的事情發生。