論300MW汽輪機(jī)缸溫差大的原因分析及措施

劉亮

【摘 要】針對300MW汽輪機(jī)的運(yùn)行實(shí)際情況，結(jié)合自身從事300MW汽輪機(jī)的維護(hù)管理經(jīng)驗(yàn)，多角度詳細(xì)地分析了300MW汽輪機(jī)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(chǎn)生的措施，希望對維護(hù)好300MW汽輪機(jī)正常化運(yùn)行有所幫助。

【關(guān)鍵詞】300MW汽輪機(jī);缸溫差大;缸溫差原因;解決對策

結(jié)合300MW汽輪機(jī)的實(shí)際工作特點(diǎn)來看，由于存在著其上、下缸以及內(nèi)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(tǒng)的動靜部分的磨損情況，容易出現(xiàn)汽輪機(jī)組的震動，不加以控制，還會造成主軸彎曲等情況。這里結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，重點(diǎn)分析了上下缸溫差較大的情況，以及提出有效的應(yīng)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(yùn)行的機(jī)組實(shí)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(jié)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(fù)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(yīng)用實(shí)踐環(huán)節(jié)，初期抽汽門能起到一定的導(dǎo)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(shí)踐中由于高排壓力由于再熱容積的變化而造成呈現(xiàn)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(xiàn)象則是會在機(jī)組打閘之后出現(xiàn)，這樣意味著冷卻不充分。同時，則會意味著運(yùn)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(fēng)的影響和作用，從而降低下缸溫度。

在運(yùn)行中，由于操作中存在著快速變化的負(fù)荷、機(jī)組進(jìn)汽參數(shù)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(jìn)冷水、冷汽

1.2.1 結(jié)構(gòu)性或設(shè)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(huán)節(jié)而造成的汽化問題，在不密封的情況下，容易進(jìn)入常壓氣缸的情況，而造成存在著下缸凝結(jié)吸熱和流動冷卻的情況。

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

第三，缸體溫度測點(diǎn)難以結(jié)合實(shí)際需求來合理化布置，難以準(zhǔn)確發(fā)映出缸體熱應(yīng)力情況。

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

第五，在停機(jī)之后，存在著不嚴(yán)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(jié)放熱，難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的缸體溫度冷卻要求。

第六，針對機(jī)組溫、熱態(tài)開機(jī)及甩負(fù)荷后啟動進(jìn)行分析，特別是結(jié)合相關(guān)的開本體和機(jī)前疏水的情況，這樣就會造成相應(yīng)的高溫高壓疏水和蒸汽進(jìn)入的情況，容易出現(xiàn)相應(yīng)的返流入氣缸的情況出現(xiàn)，造成出現(xiàn)快速下降的中壓下缸溫度情況。

1.2.2 運(yùn)行操作

結(jié)合機(jī)組的啟動、運(yùn)行以及停運(yùn)的實(shí)際情況來看，應(yīng)嚴(yán)格結(jié)合實(shí)際工況的要求來落實(shí)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)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(jìn)入缸體的情況，這樣會造成溫度突降的情況，嚴(yán)重情況下還會造成葉片斷裂、大軸彎曲的情況。

在停機(jī)環(huán)節(jié)中，考慮到開閘后的缸溫差快速提升的情況，應(yīng)保障落實(shí)管道中的積水情況。這樣在開閘前后存在著缸內(nèi)壓力突降的情況，容易造成倒流問題出現(xiàn)，從而引起下缸溫度降低。

在部分機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行中，為了有效降低過大的溫差情況，停運(yùn)機(jī)組后馬上進(jìn)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(zhì)的殘留問題，往往會造成上缸凝結(jié)放熱，下缸受到低溫疏水的流動冷卻的影響而造成溫差進(jìn)一步加大。

2 缸溫差大引起的后果

2.1 轉(zhuǎn)子偏心變化

轉(zhuǎn)子的彎曲程度則是通過轉(zhuǎn)子偏心變化來予以反映。當(dāng)具有比較大的缸溫差的情況，會造成轉(zhuǎn)子偏心問題更加突出。如果不加以重視，則會造成轉(zhuǎn)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(chǎn)生膨脹而造成嚴(yán)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(xiàn)永久性的變形問題，存在著較為嚴(yán)重的安全隱患。

2.2 缸體應(yīng)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(yīng)力的情況，造成整體的材料壽命受到嚴(yán)重影響，不加以重視還會出現(xiàn)永久性變形問題，造成機(jī)組振動的問題。

3 防止異常性缸溫差產(chǎn)生的措施

一是，在進(jìn)行機(jī)組的啟停環(huán)節(jié)中，一定要嚴(yán)格恪守規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，落實(shí)好具體的升（降）壓和升（降）溫的控制工作，保障滿足于規(guī)定范圍，并合理化配置暖機(jī)。在停機(jī)環(huán)節(jié)，應(yīng)加強(qiáng)落實(shí)負(fù)荷和蒸汽參數(shù)的配合要求，合理優(yōu)化相應(yīng)的蒸汽溫度的穩(wěn)定性范圍。停機(jī)則應(yīng)明確落實(shí)單閥停機(jī)方式。

二是，對于正常運(yùn)行的機(jī)組來說，應(yīng)落實(shí)監(jiān)視工作，明確避免出現(xiàn)汽缸進(jìn)冷水、冷汽（氣）的情況。并按照規(guī)范來定期進(jìn)行開疏水的操作，全面落實(shí)相應(yīng)的軸封供汽溫度與轉(zhuǎn)子、缸體金屬溫度的匹配性要求，避免造成抽真空進(jìn)冷氣的情況，有效杜絕存在著汽輪機(jī)水沖擊等問題。

三是，優(yōu)化合理明確疏水系統(tǒng)，保障疏水壓力等級的一致性要求，并落實(shí)具體的改造措施。從實(shí)際出發(fā)，明確軸封、各段抽汽疏水閥門的定期檢查，避免存在著內(nèi)漏、外漏的問題。在進(jìn)行機(jī)組停運(yùn)初期階段，應(yīng)保障落實(shí)疏水工作。機(jī)組打閘之后，應(yīng)合理化進(jìn)行軸封壓力的優(yōu)化，避免空氣漏入。當(dāng)存在著難以處理的閥門內(nèi)漏問題，應(yīng)結(jié)合相應(yīng)的要求來予以放水來實(shí)現(xiàn)降壓。存在著主汽門的泄露，也應(yīng)合理化鍋爐定排泄壓，同時進(jìn)行提前放水處理。

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

五是，結(jié)合相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，嚴(yán)格落實(shí)機(jī)組運(yùn)行中高壓外缸下缸溫差的要求范圍，避免出現(xiàn)高壓內(nèi)缸溫差過高的情況。對于缸溫差大造成的大軸彎曲，應(yīng)滿足轉(zhuǎn)子高點(diǎn)置于最高位置的情況，并實(shí)現(xiàn)悶缸處理，滿足轉(zhuǎn)子彎曲為止。針對盤車盤不動的情況，應(yīng)落實(shí)相應(yīng)的直軸處理方式。

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