B15-8.83/4.12型汽輪機(jī)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(jī)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(jī)的運(yùn)行情況，以及運(yùn)行過程中產(chǎn)生脹差的原因、分析及控制措施。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；脹差；措施

1概述

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

2脹差的產(chǎn)生及危害

脹差產(chǎn)生的根本原因是轉(zhuǎn)子與汽缸之間存在著溫差。當(dāng)轉(zhuǎn)子的膨脹大于汽缸時，產(chǎn)生正脹差。當(dāng)轉(zhuǎn)子的膨脹小于汽缸時，產(chǎn)生負(fù)脹差。脹差的大小反映汽輪機(jī)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(jī)組軸向間隙消失，導(dǎo)致動態(tài)和靜態(tài)摩擦，對機(jī)組產(chǎn)生損壞。因此，每臺機(jī)組開停車過程中都要嚴(yán)格控制脹差，使其不超過允許的極限值。我廠背壓汽輪機(jī)的脹差允許值如下：

表1

3汽輪機(jī)脹差異常事故統(tǒng)計及分析

本廠背壓汽輪機(jī)自2013年投運(yùn)以來，因汽輪機(jī)脹差造成機(jī)組跳閘或延遲開機(jī)等情況時有發(fā)生，現(xiàn)將最近兩個月三次跳車原因及數(shù)據(jù)列舉如表2。

4脹差變化的原因

機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)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(jī)時間太短，升速或加負(fù)荷太快；

表2　汽輪機(jī)脹差異常事故統(tǒng)計及分析表

(2)機(jī)組啟動時進(jìn)汽壓力﹑溫度﹑流量等參數(shù)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(fù)脹差值增大的原因

(1)負(fù)荷突然下降或機(jī)組突然甩負(fù)荷；

(2)主汽溫度驟然降低或啟動時進(jìn)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(shù)

當(dāng)汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)發(fā)生變化時，首先是轉(zhuǎn)子的熱狀態(tài)發(fā)生變化，汽缸的熱狀態(tài)變化要滯后于轉(zhuǎn)子一段時間，因此機(jī)組的脹差會發(fā)生變化。由表2可以看出，沖轉(zhuǎn)時主汽壓力﹑溫度偏高，使得機(jī)組上﹑下缸溫差大，脹差正值偏大，故選擇合理的啟動參數(shù)對機(jī)組的沖轉(zhuǎn)至關(guān)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(jī)暖管及沖轉(zhuǎn)過程中嚴(yán)格執(zhí)行。

5.3　控制汽輪機(jī)升速速度及定速暖機(jī)時間

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

5.4　軸封抽汽使用適當(dāng)

由于軸封抽汽器直接與汽輪機(jī)大軸接觸，故它的溫度直接影響大軸伸縮，進(jìn)而影響脹差。本機(jī)組軸封抽汽器與軸封風(fēng)機(jī)相連，通過風(fēng)機(jī)抽走汽封多余蒸汽。冷態(tài)啟動時，沖轉(zhuǎn)前投入軸封風(fēng)機(jī)，可以控制脹差正值增大。若正值增長過快，可開啟兩臺風(fēng)機(jī)。熱態(tài)啟動時，沖轉(zhuǎn)前，防止轉(zhuǎn)子彎曲，嚴(yán)禁投入軸封風(fēng)機(jī)。

5.5　沖轉(zhuǎn)過程中及時調(diào)整向空排汽閥開度

背壓汽輪機(jī)并熱網(wǎng)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(jù)沖轉(zhuǎn)過程中汽輪機(jī)的進(jìn)汽量調(diào)整向空排汽閥開度，對脹差的控制非常重要，經(jīng)實(shí)踐證明，控制效果非常好。

5.6　盡量縮短并網(wǎng)時間

由于汽輪機(jī)在啟動加熱時，產(chǎn)生正脹差。在并熱網(wǎng)前，脹差靠向空排汽閥控制，并熱網(wǎng)時，逐漸關(guān)閉向空排汽閥，脹差會向正值增長，此時，縮短并網(wǎng)時間，可有效控制脹差增長速度，繼而并上電網(wǎng)后，使機(jī)組達(dá)到準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)區(qū)。

5.7　及時投入各段汽封漏汽

汽輪機(jī)啟動過程中，當(dāng)漏汽壓力達(dá)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(jìn)而控制脹差正值增長太快。

6小結(jié)

汽輪機(jī)脹差變化因素很多，這就要求操作人員嚴(yán)密監(jiān)視汽輪機(jī)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(nèi)，才能確保汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性﹑安全性﹑經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到延長汽輪機(jī)的使用壽命的目的。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭文斌.汽輪機(jī)運(yùn)行中脹差的分析和控制[J].西北電力技術(shù)，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(xiàn)標(biāo)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(yè)畢業(yè)，助理工程師，貴州開陽化工有限公司生產(chǎn)部熱電界區(qū)汽輪機(jī)值班員。

收稿日期：2014-11-20