論300MW汽輪機缸溫差大的原因分析及措施

劉亮

【摘 要】針對300MW汽輪機的運行實際情況，結合自身從事300MW汽輪機的維護管理經驗，多角度詳細地分析了300MW汽輪機缸溫形成的原因以及所造成的后果，并最后提出了有效的防止異常性缸溫差產生的措施，希望對維護好300MW汽輪機正常化運行有所幫助。

【關鍵詞】300MW汽輪機;缸溫差大;缸溫差原因;解決對策

結合300MW汽輪機的實際工作特點來看，由于存在著其上、下缸以及內外缸壁過大的溫差情況，容易造成存在著氣缸的變形問題，從而會造成系統的動靜部分的磨損情況，容易出現汽輪機組的震動，不加以控制，還會造成主軸彎曲等情況。這里結合工程實踐經驗，重點分析了上下缸溫差較大的情況，以及提出有效的應對措施。

1 缸溫差形成的原因

1.1 缸溫差形成探討

考慮到運行的機組實際情況，對于偏于向上流動的熱氣流的影響下，初期存在著凝結放熱的情況，這樣的作用下存在著下缸溫升比上缸慢的情況。特別是在快速提升負荷的影響下，這樣會造成具有較大的沖刷及卷帶作用，難以形成下缸水膜，提升傳熱效果。在應用實踐環節，初期抽汽門能起到一定的導流、疏水的作用，但隨著打閘前的情況，往往會造成升高的高壓缸排汽溫度的情況，這樣容易在實踐中由于高排壓力由于再熱容積的變化而造成呈現出比較平緩的下降情況，整體效率偏低，而存在著升高溫度的情況。溫度反彈現象則是會在機組打閘之后出現，這樣意味著冷卻不充分。同時，則會意味著運行中能自動打開缸體及高排管道的疏水門。由于缸體下步保溫存在著缺陷問題，這樣會造成高、中壓缸存在著對流通風的影響和作用，從而降低下缸溫度。

在運行中，由于操作中存在著快速變化的負荷、機組進汽參數以及非正常化退出高壓加熱器、切換單閥門與順序閥等情況，這些也意味著缸溫的變化。

1.2 缸體進冷水、冷汽

1.2.1 結構性或設備缺陷

第一，在高、低壓加熱器及除氧器中由于蒸汽影響，而造成疏水門打開而造成冷氣漏入的影響。在降壓環節而造成的汽化問題，在不密封的情況下，容易進入常壓氣缸的情況，而造成存在著下缸凝結吸熱和流動冷卻的情況。

第二，存在著不完善的疏水設計工作。在進行疏水設計實踐中，都是集中于一根疏水集管而后進入凝汽器，這種方式難以落實相應的疏水壓力等級的一致性要求，容易出現個別疏水管的返汽和返水問題。

第三，缸體溫度測點難以結合實際需求來合理化布置，難以準確發映出缸體熱應力情況。

第四，存在著汽機缸體夾層冷卻蒸汽的流動變化情況，考慮到300MW以上機組的運行情況，往往在系統中部配置高、中壓進汽，這樣就能構建成為缸中部的高溫區的特點。如果在流動的夾層冷卻或加熱汽體的作用下，呈現出平衡活塞汽封的異常性問題的情況下，則會造成出現特殊負荷影響下的缸體溫度的變化情況。

第五，在停機之后，存在著不嚴密的主汽門情況，在泄露的主蒸汽的影響下，特別是上缸凝結放熱，難以實現預期的缸體溫度冷卻要求。

第六，針對機組溫、熱態開機及甩負荷后啟動進行分析，特別是結合相關的開本體和機前疏水的情況，這樣就會造成相應的高溫高壓疏水和蒸汽進入的情況，容易出現相應的返流入氣缸的情況出現，造成出現快速下降的中壓下缸溫度情況。

1.2.2 運行操作

結合機組的啟動、運行以及停運的實際情況來看，應嚴格結合實際工況的要求來落實實現相應的控制高壓旁路減溫水、主、再熱蒸汽減溫水等情況，如果不加以控制，存在著泄露進入缸體的情況，這樣會造成溫度突降的情況，嚴重情況下還會造成葉片斷裂、大軸彎曲的情況。

在停機環節中，考慮到開閘后的缸溫差快速提升的情況，應保障落實管道中的積水情況。這樣在開閘前后存在著缸內壓力突降的情況，容易造成倒流問題出現，從而引起下缸溫度降低。

在部分機組的實際運行中，為了有效降低過大的溫差情況，停運機組后馬上進行汽缸封閉處理，造成存在著不充分的疏水情況，這樣往往會造成大量汽水混合介質的殘留問題，往往會造成上缸凝結放熱，下缸受到低溫疏水的流動冷卻的影響而造成溫差進一步加大。

2 缸溫差大引起的后果

2.1 轉子偏心變化

轉子的彎曲程度則是通過轉子偏心變化來予以反映。當具有比較大的缸溫差的情況，會造成轉子偏心問題更加突出。如果不加以重視，則會造成轉子與軸封碰摩的情況，在長期作用下，則會造成碰磨處溫度升高產生膨脹而造成嚴重后果，這樣會造成不一致的和原始偏心的方向情況，容易造成出現永久性的變形問題，存在著較為嚴重的安全隱患。

2.2 缸體應力變化

考慮到缸體溫差的影響，容易造成整個缸體會造成存在著“貓拱背”變形的情況，在逐步的影響下，這樣也會存在著動、靜部分間隙變化的情況，同時，由于存在著比較大的缸體熱應力的情況，造成整體的材料壽命受到嚴重影響，不加以重視還會出現永久性變形問題，造成機組振動的問題。

3 防止異常性缸溫差產生的措施

一是，在進行機組的啟停環節中，一定要嚴格恪守規范標準要求，落實好具體的升（降）壓和升（降）溫的控制工作，保障滿足于規定范圍，并合理化配置暖機。在停機環節，應加強落實負荷和蒸汽參數的配合要求，合理優化相應的蒸汽溫度的穩定性范圍。停機則應明確落實單閥停機方式。

二是，對于正常運行的機組來說，應落實監視工作，明確避免出現汽缸進冷水、冷汽（氣）的情況。并按照規范來定期進行開疏水的操作，全面落實相應的軸封供汽溫度與轉子、缸體金屬溫度的匹配性要求，避免造成抽真空進冷氣的情況，有效杜絕存在著汽輪機水沖擊等問題。

三是，優化合理明確疏水系統，保障疏水壓力等級的一致性要求，并落實具體的改造措施。從實際出發，明確軸封、各段抽汽疏水閥門的定期檢查，避免存在著內漏、外漏的問題。在進行機組停運初期階段，應保障落實疏水工作。機組打閘之后，應合理化進行軸封壓力的優化，避免空氣漏入。當存在著難以處理的閥門內漏問題，應結合相應的要求來予以放水來實現降壓。存在著主汽門的泄露，也應合理化鍋爐定排泄壓，同時進行提前放水處理。

四是，對存在著缸溫差的機組來說，可以結合相應的實際工況要求以及溫差變化程度，落實具體的存在的原因，并提出有效的解決對策。

五是，結合相應的規范標準要求，嚴格落實機組運行中高壓外缸下缸溫差的要求范圍，避免出現高壓內缸溫差過高的情況。對于缸溫差大造成的大軸彎曲，應滿足轉子高點置于最高位置的情況，并實現悶缸處理，滿足轉子彎曲為止。針對盤車盤不動的情況，應落實相應的直軸處理方式。

參考文獻：

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