B15-8.83/4.12型汽輪機脹差的控制

楊　金

(貴州開陽化工有限公司，貴州 開陽　550300)

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B15-8.83/4.12型汽輪機脹差的控制

楊金

(貴州開陽化工有限公司，貴州 開陽550300)

摘要：主要介紹了B15-8.83/4.12型汽輪機的運行情況，以及運行過程中產生脹差的原因、分析及控制措施。

關鍵詞：汽輪機；脹差；措施

1概述

我廠汽輪機型號為B15-8.83/4.12，系武漢汽輪機廠生產的高壓﹑單缸﹑沖動背壓式，由單缸，單軸組成，通過剛性聯軸器直接帶動發電機。汽輪機膨脹的死點在后軸承座下半的縱向鍵和橫向圓銷的交點上，受熱后機組由此向前膨脹，在前座架上裝有熱膨脹指示器，指示機組熱脹值。轉子則以前軸承座內的推力軸承定位整體向后膨脹，汽缸與轉子的相對膨脹差由裝在后軸承座內的相對膨脹發訊器進行測量并自動指示差脹值。

2脹差的產生及危害

脹差產生的根本原因是轉子與汽缸之間存在著溫差。當轉子的膨脹大于汽缸時，產生正脹差。當轉子的膨脹小于汽缸時，產生負脹差。脹差的大小反映汽輪機動靜軸向間隙相對于靜止時的變化，脹差過大或過小都會使機組軸向間隙消失，導致動態和靜態摩擦，對機組產生損壞。因此，每臺機組開停車過程中都要嚴格控制脹差，使其不超過允許的極限值。我廠背壓汽輪機的脹差允許值如下：

表1

3汽輪機脹差異常事故統計及分析

本廠背壓汽輪機自2013年投運以來，因汽輪機脹差造成機組跳閘或延遲開機等情況時有發生，現將最近兩個月三次跳車原因及數據列舉如表2。

4脹差變化的原因

機組穩定運行時，脹差一般變化不大。

4.1　正脹差值增大原因

(1)啟動時暖機時間太短，升速或加負荷太快；

表2　汽輪機脹差異常事故統計及分析表

(2)機組啟動時進汽壓力﹑溫度﹑流量等參數過高；

(3)油溫過高；

(4)上﹑下缸溫差過大；

(5)軸封漏氣量過大。

4.2　負脹差值增大的原因

(1)負荷突然下降或機組突然甩負荷；

(2)主汽溫度驟然降低或啟動時進汽溫度低于金屬溫度；

(3)油溫過低；

(4)排汽溫度升高。

5脹差控制的措施

5.1　選擇合理的啟動參數

當汽輪機進汽參數發生變化時，首先是轉子的熱狀態發生變化，汽缸的熱狀態變化要滯后于轉子一段時間，因此機組的脹差會發生變化。由表2可以看出，沖轉時主汽壓力﹑溫度偏高，使得機組上﹑下缸溫差大，脹差正值偏大，故選擇合理的啟動參數對機組的沖轉至關重要。

5.2　制定合適的升溫﹑升壓曲線

制定合適的升溫﹑升壓曲線，并在汽輪機暖管及沖轉過程中嚴格執行。

5.3　控制汽輪機升速速度及定速暖機時間

我廠背壓汽輪機組冷態啟動時升速率為100r/min，熱態啟動時為300r/min，過臨界時為400r/min。在汽輪機升速至500r/min時，一般低速暖機20min，升速至1200r/min時，一般暖機90min，但具體時間以汽輪機的熱膨脹值而定。汽輪機正常穩定運行時熱膨脹值能達到13.7mm，一般由1200r/min往2500r/min升速時，熱膨脹值要達到正常運行值的一半左右。經過多次的開車摸索，由1200r/min往2500r/min升速，熱膨脹值達到7mm，過臨界比較順利，此方法經投入運行，屢試不爽。經查2014年9月1日汽輪機運行趨勢，機組由1200r/min往2500r/min升速時，熱膨脹值僅6.12mm，缸溫才294℃。汽輪機升速至2500r/min，一般高速暖機20min，升至3000r/min額定轉速暖機10min。

5.4　軸封抽汽使用適當

由于軸封抽汽器直接與汽輪機大軸接觸，故它的溫度直接影響大軸伸縮，進而影響脹差。本機組軸封抽汽器與軸封風機相連，通過風機抽走汽封多余蒸汽。冷態啟動時，沖轉前投入軸封風機，可以控制脹差正值增大。若正值增長過快，可開啟兩臺風機。熱態啟動時，沖轉前，防止轉子彎曲，嚴禁投入軸封風機。

5.5　沖轉過程中及時調整向空排汽閥開度

背壓汽輪機并熱網前背壓蒸汽排空，而向空排汽閥開度直接影響上﹑下缸溫度及脹差。根據沖轉過程中汽輪機的進汽量調整向空排汽閥開度，對脹差的控制非常重要，經實踐證明，控制效果非常好。

5.6　盡量縮短并網時間

由于汽輪機在啟動加熱時，產生正脹差。在并熱網前，脹差靠向空排汽閥控制，并熱網時，逐漸關閉向空排汽閥，脹差會向正值增長，此時，縮短并網時間，可有效控制脹差增長速度，繼而并上電網后，使機組達到準穩態區。

5.7　及時投入各段汽封漏汽

汽輪機啟動過程中，當漏汽壓力達到要求時，及時投入各段汽封漏汽，可減少大軸的加熱汽量，進而控制脹差正值增長太快。

6小結

汽輪機脹差變化因素很多，這就要求操作人員嚴密監視汽輪機的脹差。在不同階段采取不同的措施，將脹差控制在合格范圍內，才能確保汽輪發電機組運行的可靠性﹑安全性﹑經濟性，達到延長汽輪機的使用壽命的目的。

參考文獻：

[1]郭文斌.汽輪機運行中脹差的分析和控制[J].西北電力技術，2004，(6).

Differential Expansion Control of B15-8.83/4.12 Model Steam Turbine

YANGJin

(Guizhou Kaiyang Chemical Co.，Ltd，Kaiyang，550300)

Abstract：This article mainly introduces the operation of B15-8.83/4.12 model steam turbine. It analyzes the cause and preventive measures on differential expansion during service.

Key words：steam turbine；differential expansion；measure

中圖分類號：TK26

文獻標志碼：B

文章編號：1003-6490(2015)01-0078-02

作者簡介：楊金(1983-)，女，湖北武漢人，本科 熱能與動力工程專業畢業，助理工程師，貴州開陽化工有限公司生產部熱電界區汽輪機值班員。

收稿日期：2014-11-20