汽轮机轴向位移和胀差

汽轮机轴向位移和胀差
汽轮机轴向位移和胀差

汽轮机轴向位移与胀差

汽轮机轴向位移与胀差 (1)

一、汽轮机轴向位移增大的原因 (1)

二、汽轮机轴向位移增大的处理 (1)

三、汽机轴向位移测量失灵的运行对策 (1)

汽轮机的热膨胀和胀差 (2)

相關提問: (2)

1、轴向位移和胀差的概念 (3)

2、轴向位移和胀差产生的原因(影响机组胀差的因素) (3)

使胀差向正值增大的主要因素简述如下: (3)

使胀差向负值增大的主要原因: (4)

正胀差 - 影响因素主要有: (4)

3、轴向位移和胀差的危害 (6)

4、机组启动时胀差变化的分析与控制 (6)

汽封供汽抽真空阶段。 (7)

暖机升速阶段。 (7)

定速和并列带负荷阶段。 (7)

汽轮机推力瓦温度的防控热转贴 (9)

1 润滑油系统异常........................................................... .. (9)

2 轴向位移增大 (9)

3 汽轮机单缸进汽 (10)

4 推力轴承损坏 (10)

5 任意调速汽门门头脱落 (10)

6 旁路系统误动作 (10)

7 结束语 (10)

汽轮机轴向位移与胀差

轴向位移增大原因及处理

一、汽轮机轴向位移增大的原因

1)负荷或蒸汽流量突变;

2)叶片严重结垢;

3)叶片断裂;

4)主、再热蒸汽温度和压力急剧下降;

5)轴封磨损严重,漏汽量增加;

6)发电机转子串动;

7)系统周波变化幅度大;

8)凝汽器真空下降;

9)汽轮机发生水冲击;

10)推力轴承磨损或断油。

二、汽轮机轴向位移增大的处理

1)当轴向位移增大时,应严密监视推力轴承的进、出口油温、推力瓦金属温度、胀差及机组振动情况;

2)当轴向位移增大至报警值时,应报告值长、运行经理,要求降低机组负荷;

3)若主、再热蒸汽参数异常,应恢复正常;

4)若系统周波变化大、发电机转子串动,应与PLN调度联系,以便尽快恢复正常;

5)当轴向位移达-1.0mm或+1.2mm时保护动作机组自动停机。否则手动打闸紧急停机;6)轴向位移增大虽未达跳机值,但机组有明显的摩擦声及振动增加或轴承回油温度明显升高应紧急停机;

7)若轴向位移增大而停机后,必须立即检查推力轴承金属温度及轴承进、回油温度,并手动盘车检查无卡涩,方可投入连续盘车,否则进行定期盘车。必须经检查推力轴承、汽轮机通流部分无损坏后方可重新启动。

三、汽机轴向位移测量失灵的运行对策

1)严密监视推力轴承的进、出口油温、推力瓦金属温度,当有超过两块推力瓦金属温度均异常升高,应立即汇报值长,按规程要求采取相应的措施。

2)当判定汽机轴向位移确实增大时,应按上述汽轮机轴向位移增大的处理措施进行处理。

汽轮机的热膨胀和胀差

(內文數值僅供舉例方便,切勿參照,必須依各汽機廠商或運行規定)

相關提問:

1〃什么叫汽轮机的轴向位移?

答:汽轮机头推力盘对于推力轴承支架的相对轴向位置,就是汽轮机的轴向位移。推力

盘对位于其两侧的推力轴承瓦块施加轴向压力,轴瓦磨损,造成转子的轴向位移由测量装置显示出来。

2〃什么叫汽轮机的胀差?胀差测点在哪里?

答:蒸汽进入汽轮机后,转子及汽缸均要膨胀。由于转子质量较小,温升较快,故而汽

缸更为迅速,转子与汽缸沿轴向膨胀之差值称为转子与汽缸的相对胀差,简称胀差。胀差测点在#4瓦与盘车大齿轮之间。

3〃轴向位移与胀差有何关系?

答:轴向位移与胀差的零位均在推力瓦处,而且零点的定位法相同。轴各位移变化时,

其数值虽然小,但大轴总位移发生变化。轴向位移为正值时,大轴向发电机方向位移,胀差向正值(增加)方向变化;轴向位移向负值方向变化时,转子向车头方向位移,胀差向负值(减小)方向变化;机组负荷不变,参数不变,轴向位移与胀差不发生变化。

4〃本机组胀差、轴向位移“零”值如何确定?轴向位移为什么是负值?

答:汽轮机在全冷态下,将推力盘向发电机侧(紧靠工作面瓦片)推足时的位置定为轴

向位移基准零位,轴向位移指示为“零”值。

有某厂胀差用相对值表示,不用正负值表示,例如这时的胀差指示为2.52mm,但2.52mm 以下相当于负值。习惯上规定:当转子轴向膨胀值大于汽缸的轴向膨胀值时,胀差为正,反之胀差为负。胀差为正时,说明转子的膨胀大于汽缸的膨胀。胀差为负时说明转子的收缩值较汽缸收缩值大。

內文:

1、轴向位移和胀差的概念

轴位移指的是轴的位移量而胀差则指的是轴相对于汽缸的相对膨胀量,一般轴向位移变化时其数值较小。轴向位移为正值时,大轴向发电机方向移,若此时汽缸膨胀远小于轴的膨

胀,胀差不一定向正值方向变化;如果机组参数不变,负荷稳定,胀差与轴向位移不发生变化。机组启停过程中及蒸汽参数变化时,胀差将会发生变化,由于负荷的变化而轴向位移也一定发生变化。运行中轴向位移变化,必然引起胀差的变化。

汽轮机的转子膨胀大于汽缸膨胀的胀差值称为正胀差,当汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值称为负胀差。

根据汽缸分类又可分为高差、中差、低I差、低II差。

胀差数值是很重要的运行参数,若胀差超限,则热工保护动作使主机脱扣,避免动静部分发生碰撞,损坏设备。

启动时,一般应用加热装置来控制汽缸的膨胀量,而转子主要依靠汽轮机的进汽温度和流量以及轴封汽的汽温和流量来控制转子的膨胀量。启动时胀差一般向正方向发展。汽轮机在停用时,随着负荷、转速的降低,转子冷却比汽缸快,所以胀差一般向负方向发展,特别是滑参数停机时尤其严重,必须采用汽加热装置向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽,以免胀差保护动作。

汽轮发电机中,由于蒸汽在动叶中做功,以及隔板汽封间隙中的漏汽等原因,使动叶前后的蒸汽压力有一个压降。这个压降使汽轮机转子顺着蒸汽流动方向形成一个轴向的推力,从而产生轴向位移。如果轴向位移大于汽轮机动静部分的最小间隙就会使汽轮机静、转子相碰而损坏。轴向位移增大,会使推力瓦温度开高,乌金烧毁,机组还会出现剧烈振动,故必须紧急停机,否则将带来严重后果。

差胀保护是指汽轮机转子和汽缺之间的相对膨胀差。在机组启、停过程中,由于转子相对汽缸来说很小,热容量小,温度变化快,膨胀速度快。若不采取措施加以控制升温速度,将使机组转子与汽缸摩擦造成损坏。故运行中差胀不能超过允许值。

汽轮机转子停止转动后,负胀差有可能会更加发展,因此应当维持一定温度的轴封蒸汽,以免造成恶果。

2、轴向位移和胀差产生的原因(影响机组胀差的因素)

使胀差向正值增大的主要因素简述如下:

1)启动时暖机时间太短,升速太快或升负荷太快。

2)汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低,引起汽加热的作用较弱。

3)滑销系统或轴承台板的滑动性能差,易卡涩,汽缸胀不出。

4)轴封汽温度过高或轴封供汽量过大,引起轴颈过份伸长。

5)机组启动时,进汽压力、温度、流量等参数过高。

6)推力轴承工作面、非工作面受力增大并磨损,轴向位移增大。

7)汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落,在严禁季节里,汽机房室温太低或有

穿堂冷风。

8)双层缸的夹层中流入冷汽(或冷水)。

9)胀差指示器零点不准或触点磨损,引起数字偏差。

10)多转子机组,相邻转子胀差变化带来的互相影响。

11)真空变化的影响(真空降低,引起进入汽轮机的蒸汽流量增大)。

12)转速变化的影响(转速降低)。

13)各级抽汽量变化的影响,若一级抽汽停用,则影响高差很明显。

14)轴承油温太高。

15)机组停机惰走过程中由于“泊桑效应”的影响。

16)差胀指示表不准,或频率,电压变化影响。

使胀差向负值增大的主要原因:

1)负荷迅速下降或突然甩负荷。

2)主汽温骤减或启动时的进汽温度低于金属温度。

3)水冲击。

4)轴承油温太低。

5)轴封汽温度太低。

6)轴向位移变化。

7)真空过高,相应排汽室温降低而影响。

8)启动进转速突升,由于转子在离心力的作用下轴向尺寸缩小,尤其低差变化明显。

9)双层汽缸夹层中流入高温蒸汽,可能来自汽加热装置,也可能来自进汽套管的漏汽或者轴封漏汽。

10)汽缸夹层加热装置汽温太高或流量较大,引起加热过度。

11)11)滑销系统或轴承台板滑动卡涩,汽缸不缩回。

12)差胀值示表不准,或频率,电压变化影响。

正胀差 - 影响因素主要有:

(1)蒸汽温升或温降速度大

(2)负价苛变化速度的影响

(3)轴封供汽温度的影响

(4)凝汽器真空的影响

(5)环境温度的影响

(6)摩擦鼓风的影响

(7)其他:汽缸法兰螺栓加热装置的影响

1〃蒸汽温升或温降速度大

启动时,一般应用加热装置来控制汽缸的膨胀量,而转子主要依*汽轮机的进汽温度和流量以及轴封汽的汽温和流量来控制转子的膨胀量。启动时胀差一般向正方向发展。汽轮机在停用时,随着负荷、转速的降低,转子冷却比汽缸快,所以胀差一般向负方向发展,特别是滑参数停机时尤其严重,必须采用汽加热装置向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽,以免胀差保护动作。汽轮机转子停止转动后,负胀差可能会更加发展,为此应当维持一定温度的轴封蒸汽,以免造成恶果。

2〃负价苛变化速度的影响

当负荷变化时,各级蒸汽流量发生变化,特别是在低负荷范围内,各级蒸汽温度的变化较大,负荷增长速度愈快,蒸汽的温升速度也愈快.与金属表向降负荷速度加快,汽缸和转子温升速度的差别愈大。负荷增加速度加快,正胀差增大;降负荷速度加快,正胀差缩小,以致出现负胀差。

3〃轴封供气温度的影响

轴封供气对转子的轴封段和轴封体加热,由于轴封体是嵌在汽缸两端,其膨胀对汽缸轴同长度几乎没有影响,但转子轴封段的膨胀却影响转子的长度,因而使正胀差加大。由于轴封段占转子长度的比例较小,故对总胀差影响较小,可是轴封处的局部胀差却比较大。若轴封供气温度过高,则出现正胀差过大;反之,负胀差过大。一般规定轴封气温度略高于轴封金属温度。

4〃真空对低压胀差的影视

真空降低,一方面排气温度升高,低压缸排气口压力升高,缸体内外压差减少,两者促进低压缸缸体膨胀,从而减少低压胀差。另一方面,若轴封气压不变,低压缸轴封段轴封气量减少,转子加热减弱,也使低压胀差减少。

5.环境温度的影响低压胀差对环境温度较敏感。环境温度升高,低压胀差变小,环境温度降低,低压胀差升高。主要原因一方面是环境温度降低,低压缸冷却加剧(低压缸无保温);

另一方面是循环水温度降低使真空升高,排气温度降低,缸温下降。经观察,在不同负荷下,变化规律是一样的。在同一负荷下,冬季跟夏季低压胀差相差 15%。

6.摩擦鼓风的影响在机组启动和低负荷阶段,蒸汽流量较小,而高中低压级内产生较大的鼓风摩擦损失(与转速三次方成正比),损失产生的热量被蒸汽吸收,使其温度升高。由于叶轮直接与蒸汽相摩擦,因此转子温度比汽缸温度高,故出现正胀差。随着转速升高,转子摩擦鼓风损失产生的热量相应加大,但此时由于流量增加,使产生的鼓风损失的级数相应减少,因此每千克蒸汽吸收摩擦鼓风损失产生的热量先随转速升高而增大,使高中低压缸正胀差增大,后又随转速升高而相应减少,对胀差的影响逐渐减少。

3、轴向位移和胀差的危害

1.泊桑效应影响机组低压胀差约10%,所以开机冲转前,低压胀差应保证10%以上。在停机过程中尽量减少低压胀差(最好控制在90%以下),当低压胀差超过110%,必须紧急停机,这时随着转速下降,低压胀差会超过120%,在低转速区可能会有动静摩擦。

2.在冬季低压胀差过高时,要注意轴封气母管压力,若压力过高可适当调低,也可用降低真空方法来减少低压胀差。冬季减少开窗的地方,这是冬季减少低压胀差有效措施。

3.极热态启动时,轴封供气尽量选择高温气源,辅气作为气源时,必须保证其温度控制在270℃左右,若温度太低,将造成高压轴封段大轴急剧冷却收缩,有可能导致前几级动静摩擦。

4.冷态启动时,轴封气源高于大轴金属温度,大轴将局部受热伸长,出现较大的正胀差。因此要选择与轴封金属温度相匹配的气源,不拖延启动时间。低压胀差过大,可采用降低真空来调节,尽量提前冲转升速。机组启动阶段低压正胀差超过限值时,可破坏真空停轴封气,待胀差正常后重新启动。

5.机组倒缸前,主蒸汽气温至少比高压缸金属温度高50℃以上,倒缸前应考虑轴向位移对高压胀差影响。

6.机组启停阶段胀差变化幅度大,影响因素多,调整难度大,因此要严格按规程操作,根据汽缸金属温度选择适当的冲转参数,适当的升温升压曲线,确定合适升温速度,控制升速和暖机时间,带负荷后根据具体情况,及时分析和采取有效方法,才能有效控制胀差。

4、机组启动时胀差变化的分析与控制

汽轮机在启停过程中,转子与汽缸的热交换条件不同。因此,造成他们在轴向的膨胀也不一致,即出现相对膨胀。相对膨胀通常也称为胀差。胀差的大小表明了汽轮机轴向动静间隙的变化情况。监视胀差是机组启停过程中的一项重要任务。为避免轴向间隙变化而使动静部分发生摩擦,不仅应对胀差进行严格的监视,而且胀差对汽轮机运行的影响应该有足够的认识。

受热后汽缸是从“死点”向机头方向膨胀的,所以,胀差的信号发生器一般安装在汽缸相对基础的“死点”位置。胀差发信器安装在前轴承箱座上。

机组的启动按启动前汽轮机金属温度水平分为:冷态启动(金属温度150—180度)温态启动(180度—350度)热态启动(350度—450度)极热态启动(450度以上)。现仅就常见的冷态启动和热态启动时机组胀差的变化与控制进行简单分析:

在机组冷态启动过程中,胀差的变化和对胀差的控制大致分为以下几个阶段:

1、汽封供汽抽真空阶段。

从汽封供汽抽真空到转子冲转前胀差值是一直向正方向变化的。因为在加热或冷却过程中,转子温度升高或降低的速度都要比汽缸快,相应的膨胀或收缩的速度也要比汽缸快。在我们投入均压箱对汽封供汽时,汽封套受热后向两侧膨胀,对整个汽缸的膨胀影响不大。而与汽封相对应的转子主轴段受热后则使转子伸长。汽封供热对转子伸长值的影响是由供汽温度来决定的,但加热时间也有影响。所以,冷态启动时5#机均压箱的压力不宜过高,一般

应保持在0.1MPA以下,而温度则应在200摄氏度左右。当抽气系统投入并开始抽真空后,如果胀差向正值变化过快,可以采取降低均压箱压力或适当提升凝汽器真空的方法,因为通过提升真空可以减少蒸汽在汽封中的滞留时间。

总体上来说,冷态开机,汽封来汽温度和压力应该低一些,真空应该提升的快一点,在确保安全的前提下尽早达到冲转的条件。

2、暖机升速阶段。

从冲转到定速,胀差基本上继续上升。在这一阶段,蒸汽流量小,蒸汽主要在调节级内做功。中速暖机以后再升速时,胀差值才会有减小的趋势。这主要是因为随着转速的升高,离心力增大,轴向的分力也增大了,而使转子变粗缩短。同时汽缸温度逐渐上升,气缸的膨胀速度也在上升,相对迟滞了转子的膨胀值。对于5#机来说,在冲转时,蒸汽的压力和温度都应适当低一些,但是温度要保持一定的过热度,冲转速率要低。在冲转过程当中要密切注意缸温的变化,此时如果胀差正值过高应稳定转速,或者降低真空,让蒸汽在汽缸中的滞留时间长一些,充分暖机。有时在暖机升速过程中,如果汽缸本体疏水调节不当也会影响到胀差,所以,开机时应当注意控制汽缸本体疏水。为了防止胀差表数据失真,我们还应当密切观察机组热膨胀和轴向位移的变化,通过热膨胀,轴向位移的对比来进一步判断胀差变化。同时严密监视机组振动情况,特别是跨越临界转速时更为重要。

3、定速和并列带负荷阶段。

由于从升速到定速的时间较短,蒸汽温度和流量几乎不变化,对胀差的影响在定速后才能反映出来。定速后,胀差增加的幅度较大,持续的时间较长,特别是在发电机并网以后。在低负荷暖机阶段,蒸汽对转子和汽缸的加热比较剧烈。并网后,随着调节汽阀的开大,调节级的温度上升比较快,调节汽门的开启速度对胀差的影响比较大,因此,5#机在并网后要缓慢开启调节汽门,并注意调节级的温度变化。

也就是说,为了防止胀差变化过快,并网后应但在低负荷状态下暖机一段时间,具体的低负荷暖机时间由汽缸上、下壁温度,调节级温度和胀差的变化趋势来定。只有胀差值出现下降趋势而且比并网时的数值下降10%以后才能开始逐步提负荷,一旦胀差又出现上涨并且达到并网时的数值时就应当适当的减缓升负荷速度甚至停止升负荷继续暖机。这样一直到机组负荷升至额定值。

总的来说,影响机组胀差的因素主要有以下几点:暖机时间的长短,凝汽器真空的变化,轴封供汽温度的高低和供汽时间的长短,主蒸汽的温升、温降率,负荷变化的影响等。

而冷态启动机组简单的说就是要做到:“调真空,稳供汽,缓升速,慢暖机。低负荷,不要急,缸温上,再去提”。

5、汽轮机推力瓦温度的防控热

摘要:文章就推力瓦温度升高的原因进行了分析,并提出了二种具体表现,这对保证机组的安全运行具有重要意义。

关键词:汽轮机;推力瓦;温度;温度防控

在机组运行中,影响推力瓦温度的原因很多,笔者针对以下几方面主要原因来阐述其原理及防控对策。

1 润滑油系统异常

润滑油系统异常包括润滑油压力降低、润滑油温度升高及润滑油质恶化等内容。从推力轴承的工作原理可以看出,润滑油压力降低,进入推力轴承的油量必然要减少,这样就不可能在推力盘与工作、非工作瓦块之间建立良好的油膜,使推力轴承工作出现异常,导致推力瓦温度升高。而润滑油温度升高,一方面因为润滑油从推力轴承中带出的热量减少,使推力轴承工作中产生的大量热量散不出去,造成推力瓦温度升高。润滑油温度升高,还会使透平油的粘度下降,对推力轴承油膜的形成造成很大的影响。但润滑油温度也不能过低,因为润

滑油温度下降,粘度会增加,当润滑油的粘度增大到一定的程度,也会对油膜的形成产生影响。润滑油质恶化有杂质,会造成油的粘度降低,进入推力轴承油量不足,使推力轴承油膜破坏。

以上润滑油系统异常都会造成推力轴瓦温度升高,所以在正常运行中对润滑油参数的监视是非常重要的。要严格控制润滑油温度、压力在规定范围。一旦超限,要立即进行调整,保证系统正常用油。如润滑油压力下降经采取措施无效达极限值时应立即停止机组运行,防止事故扩大。另外还应定期对润滑油质进行化验,发现油质恶化应及时进行处理。

2 轴向位移增大

引起轴向位移增大的原因主要有以下几方面:

2.1 主汽参数不合格,汽轮机通流部分过负荷汽轮机过负荷,主、再热蒸汽参数超过了设计值,高、中压缸轴向推力相应增大而造成轴向位移增大。汽轮机加负荷过快,大量的高参数蒸汽进入高压缸,使高压转子前几级在进汽和出汽瞬间形成很大的压差,从而在高压转子上形成巨大的负推力,把高压转子推向前箱侧,这样巨大的推力使推力瓦的非工作瓦迅速磨损。为什么这么大的负推力没有得到平衡呢?在通常情况下,设计上已通过将高、中压缸进汽对称布置和通流部件的设计使汽轮机转子上产生的轴向推力大部分被平衡掉,而不会存在过大的剩余推力,且剩余的轴向推力为正推力。然而由于高、中压缸调整汽门瞬间开大或全开,大量蒸汽急剧地作用在高、中压缸前几级上,在级后尚未建立正常压力的情况下,高压前几级的前后压差大大高于中压缸前几级的前后压差,(高、中压缸进汽压力约为6∶1的关系)产生了相当大的负推力。机组在正常运行中,要严格控制主汽参数不得超限,且机组不得超负荷运行。一旦发现主汽参数、负荷及监视段压力超限,要立即通知锅炉尽快恢复,如在规定时间内不能恢复,应减负荷运行。

2.2 汽轮机通流部分严重结垢或损坏

汽轮机通流部分严重结垢,造成汽轮机汽耗增加,导致汽轮机轴向推力增大,影响汽轮机正常运行。在机组运行中,一定要保持汽水品质合格。通流部分损坏的主要原因是启停或运行方式不合理、保温质量不良、法兰螺栓加热不当等。动静部分在轴向和径向方向发生磨损的原因很难绝对分开,但仍然有所区别。轴向磨损的主要原因是在启停、工况变化时或法兰加热装置投入不当时,使胀差超过正负极限值,致使轴向间隙消失而磨损;也有可能由于汽轮机进水、蒸汽低参数、叶片结垢、超出力等原因使轴向推力过大,使推力轴承过载毁坏而引起动静体碰磨。径向磨损的主要原因是汽缸和转子热变形的结果,也可能是由于机组振动或径向轴承损坏等。

2.3 汽轮机水击,使轴向位移增大,推力瓦温度升高,差胀减小或出现负差胀

汽轮机发生水冲击时要破坏真空紧急停机,这是因为水的密度比蒸汽大得多,随蒸汽通过喷嘴时[CM(22]被蒸汽带至高速,但速度仍低于正常蒸汽速度,高速的水以极大的冲击力打击叶片背部,使叶片应力超限而损坏,水打击叶片背部本身就造成轴向推力大幅度升高。此外,水有较大的附着力,会使通流部分阻塞,使蒸汽不能连续向后移动,使各级叶片前后压力差增大,并使各级叶片反动度猛增,产生巨大的轴向推力,使推力轴承烧坏,并使汽轮机动静之间摩擦碰撞损坏机组。为防止机组严重损坏,汽轮机发生水冲击时,要果断的破坏真空紧急停机。

3 汽轮机单缸进汽

多缸汽轮机设计高、中压缸进汽对称布置来平衡轴向推力,而多缸汽轮机单缸进汽,就会破坏这一平衡,引起正向或负向轴向推力增大,导致推力轴承烧瓦,产生动静摩损。所以在机组运行中禁止汽轮机单缸进汽,如果运行中发现任一汽缸主汽门、调整汽门关闭,应迅速查找原因并设法开启,恢复机组正常运行。否则因立即打闸停机。

4 推力轴承损坏

汽轮机设计中采取了高、中压缸进汽对称布置,低压缸采用了分流布置等方法来平衡轴向推力,其余的轴向推力由推力轴承来平衡。一旦推力轴承损坏,无法平衡其余的轴向推力,汽轮机的轴向位移就会增大,造成动静部分摩擦。

如果运行中发现推力轴承损坏,应停止机组运行,进行检修。

5 任意调速汽门门头脱落

汽轮机调节汽门门关脱落,会使调节汽门所在汽缸进汽量减少,造成轴向位移相应增大。汽轮机任意调节汽门门头脱落,应立即设法使其恢复,并注意监视窜轴、推力轴承金属温度、回油温度及胀差等参数变化情况。如参数超限,应停止机组运行,待缺陷消除后重新启动。

6 旁路系统误动作

汽轮机在运行中旁路系统误动作,会造成高、中压缸进汽量突变,轴向推力急剧变化,使推力轴承烧毁。旁路系统误动作,应立即减负荷,同时设法关闭旁路系统,恢复机组正常运行。

7 结束语

在现场运行中,影响推力轴瓦温度的原因很多,要控制推力轴瓦温度,不单要掌握理论知识,还要有很丰富的现场经验。

推力轴瓦温度升高,必须以实际现场为准,综合考虑,分析原因,采取对策,将推力轴瓦温度控制在规定范围之内。

[参考文献]

[1]汽轮机运行技术问答[M].北京:中国电力出版社,2003.

[2] 20万千瓦汽轮机的运行[M].北京:中国电力出版社,1997.

汽轮机运行中胀差的分析和控制

汽轮机运行中胀差的分析和控制 当汽轮机在启动加热、停机冷却过程中,或在运行中工况变化时,汽缸和转子会产生热膨胀或冷却收缩,由于转子的受热表面积比汽缸大,且转子的质量比相对应的汽缸小,蒸汽对转子表面的放热系数较大,因此,在相同的条件下,转子的温度变化比汽缸快,使得转子与汽缸之间存在膨胀差,而这差值是指转子相对于汽缸而言的,把转子与汽缸之间热膨胀的差值称为相对膨胀差,简称胀差。当转子轴向膨胀大于汽缸的轴向膨胀时,称为正膨胀;反之若转子轴向膨胀小于汽缸的轴向膨胀时,称为负膨胀。 一.汽轮机胀差的产生 汽缸和转子之间出现胀差的主要原因是它们的结构和工作条件不同。由于转子与汽缸之间存在温差,各自受热状况不一样,转子质量小但接触蒸汽的面积大,温升和热膨胀较快,而汽缸质量大,温升和热膨胀就比较慢,因此在转子和汽缸热膨胀还没有达到稳定前,他们之间就有较大的胀差。同理,由于转子比汽缸体积小,转子的冷却收缩也比汽缸的冷却收缩快,这时它们之间也会产生较大胀差。汽轮机启动加热,从冷态变为热态,汽缸受热发生热膨胀,汽缸向高压侧或低压侧伸长。同样转子也因受热发生热膨胀。转子膨胀大于汽缸,其相对膨胀差被称为正胀差。汽轮机带负荷后,转子和汽缸受热面逐渐于稳定,热膨胀逐渐区于饱和,它们之间的相对膨胀差也逐渐减小,最后达到某一稳定。 二.胀差过大的危害 胀差的大小意味着汽轮机动静轴向间隙相对于静止时的变化,正胀差表示自喷嘴至动叶间隙增大;反之,负胀差表示该轴向间隙减小。汽轮机轴封和动静叶片之间的轴向间隙都很小,若汽轮机启停或运行中胀差变化过大,超过了轴封以及动静叶片间正常的轴向间隙时,就会使轴向间隙消失,导致动静部件之间发生摩擦,引起机组振动,以至造成机组损坏事故。因此,汽轮机都规定有胀差允许的极限值,它是根据动静叶片或轴封轴向最小间隙来确定的。当转子与汽缸间隙相对膨胀差值达到极限值时,动静叶片或轴封轴向最小间隙仍留有一定的合理间隙。不同容量的汽轮机组胀差允许极限值不同。我厂机组对胀差允许的极限值高压缸为-2.0~+7.4mm,中压缸-4.5~+7.0mm,低压缸-3.3~+9.1 mm。一旦胀差达到报警值,立即发出声光报警信号,以便运行人员及时采取措施,保护机组安全。如果胀差超限,热工保护将汽机打闸,保护机组安全。为了在汽轮机启动、暖机和升速过程中或在运行、停机过程中保护机组安全,必须设置汽轮机热膨胀测量装置和转子与汽缸相对膨胀测量装置。 三.汽轮机胀差增大的原因

汽轮机轴向位移和胀差

汽轮机轴向位移与胀差 汽轮机轴向位移与胀差 (1) 一、汽轮机轴向位移增大的原因 (1) 二、汽轮机轴向位移增大的处理 (1) 三、汽机轴向位移测量失灵的运行对策 (1) 汽轮机的热膨胀和胀差 (2) 相關提問: (2) 1、轴向位移和胀差的概念 (3) 2、轴向位移和胀差产生的原因(影响机组胀差的因素) (3) 使胀差向正值增大的主要因素简述如下: (3) 使胀差向负值增大的主要原因: (4) 正胀差 - 影响因素主要有: (4) 3、轴向位移和胀差的危害 (6) 4、机组启动时胀差变化的分析与控制 (6) 汽封供汽抽真空阶段。 (7) 暖机升速阶段。 (7) 定速和并列带负荷阶段。 (7) 汽轮机推力瓦温度的防控热转贴 (9) 1 润滑油系统异常........................................................... .. (9) 2 轴向位移增大 (9) 3 汽轮机单缸进汽 (10) 4 推力轴承损坏 (10) 5 任意调速汽门门头脱落 (10) 6 旁路系统误动作 (10) 7 结束语 (10) 汽轮机轴向位移与胀差 轴向位移增大原因及处理 一、汽轮机轴向位移增大的原因 1)负荷或蒸汽流量突变; 2)叶片严重结垢; 3)叶片断裂; 4)主、再热蒸汽温度和压力急剧下降; 5)轴封磨损严重,漏汽量增加; 6)发电机转子串动; 7)系统周波变化幅度大; 8)凝汽器真空下降; 9)汽轮机发生水冲击; 10)推力轴承磨损或断油。 二、汽轮机轴向位移增大的处理 1)当轴向位移增大时,应严密监视推力轴承的进、出口油温、推力瓦金属温度、胀差及机组振动情况;

汽轮机胀差

一、汽轮机胀差的定义当汽轮机启动加热或停止运行冷却时以及负荷发生变化时,汽缸和转子都会产生热膨胀或冷却收缩。由于转子受热表面积比汽缸大,且转子的质量比相对应的汽缸小,蒸汽对转子表面的放热系数较大。 因此,在相同条件下,转子的温度变化比汽缸快,转子与汽缸之间存在膨胀差,而这差值是指转子相对于汽缸而言,故称为相对膨胀差(即胀差)。 习惯上规定转子膨胀大于汽缸膨胀时的胀差值为正胀差,例如当进入汽轮机的蒸汽温度明显升高或汽轮机暖机时,转子和汽缸同时受热膨胀,转子由于质量相对汽缸要小,受热后膨胀要快,在轴向上膨胀量要大于汽缸的膨胀量,表现为正胀差。汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值为负胀差。当进入汽轮机的蒸汽温度明显降低或汽轮机滑参数停机时,转子和汽缸同时受冷收缩,转子由于质量相对汽缸要小,受冷后收缩要快,在轴向上收缩量要大于汽缸的收缩量,表现为负胀差。 二、差胀保护的意义:差胀保护的意义:汽轮机启动、停机和异常工况下,常因转子加热(或冷却)比汽缸快,产生膨胀差值(简称差胀)。无论是正差胀还是负差胀,达到某一数值,汽轮机轴向动静部分就要相碰发生摩擦。为了避免因差胀过大引起动静摩擦,大机组一般都设有差胀保护,当正差胀或负差胀达到某一数值时,立即破坏真空紧急停机,防止汽轮机损坏。 三、胀差大的危害:当胀差超过规定值时,就会使汽轮机动静

间的轴向间隙消失,发生动静摩擦,引起汽轮机组振动增大,甚至掉叶片、大轴弯曲等严重事故。 四、汽轮机在启动、停机及运行过程中,胀差的大小与下列因素有关: 1.启动机组时,汽缸与法兰加热装置投用不当,加热汽量过大或过小。 2.暖机过程中,升速率太快或暖机时间过短。 3.正常停机或滑参数停机时,汽温下降太快。 4.增负荷速度太快。 5.甩负荷后,空负荷或低负荷运行时间过长。 6.汽轮机发生水冲击。 7.正常运行过程中,蒸汽参数变化速度过快。 8.轴位移变化。 使胀差向正值增大的主要原因如下: 1)启动时暖机时间太短,升速太快或升负荷太快。 2)汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低,引起汽加热的作用较弱。 3)滑销系统或轴承台板的滑动性能差,易卡涩。 4)轴封汽温度过高或轴封供汽量过大,引起轴颈过份伸长。 5)机组启动时,进汽压力、温度、流量等参数过高。 6)推力轴承磨损,轴向位移增大。

汽轮机轴位移定位

汽轮机轴位移、胀差传感器的零位锁定 1,测量前,先对推力轴承,外壳,球面瓦枕,调整垫片,工作瓦片,非工作瓦片,固定垫圈,支持销钉,转子推力盘等部件进行详细检查,瓦片装上后应能自由活动,各部件的接触面应无毛 刺,飞边及其它杂物. 2,测量时停止汽缸及转子上进行其它工作,并向轴颈及推力 盘上浇透平油. 3,装好千分表两块,一块装在转子的台肩或推力盘上测量转子的总串动量,另一块装在推力瓦外壳上,作监视推力瓦外壳前后窜动用;表装卡要和转子轴线平行,否则测量会有误差. 4,拴好钢丝绳,进行盘车,同时用橇杠或专用工具将转子分别尽量的推向工作瓦片侧及非工作瓦片侧,并记录表的两次读数,则两次读数的差值即为推力间隙. 5,推力间隙与动静部分的间隙是相互关联的,推力轴承是用来保持转子与汽缸轴向对位置的,所以在测量及调整推力间隙时,应考虑到当转子推向工作瓦片侧时,动静间隙(叶轮与前方隔板的间隙)的最小值,应大于推力间隙. 6,测量推力间隙应考虑到主轴承轴线与推力平面的不垂直度,可能影响推力间隙沿圆周不一致,导致瓦块负荷分配不均匀,引起运行中推力瓦片的温度不一致,有时甚至相差甚大.如出现这一情况,检修中必须细致检查综合瓦的垂直度,并适当微调整上下左右瓦块厚度间隙,重新负荷分配.

同的汽轮机,对轴向位移的零点要求不同,有的以大轴推向工作面为零点,有的要求以推力间隙的中 间位置为零点,具体要根据机组的设计要求。以下的安装调试方法适合以推力间隙的中间位置为零点的机组:(以电涡流原理的探头为例) 1、首先让机务人员测定轴向推力间隙。(假定为D ㎜) 2、机务人员用千斤顶将大轴推向工作面。 3、将轴向位移探头的移动导轨移动至中间位置。 4、调整探头在支架上的位置(用万用表监视间隙电 压)使间隙电压显示-10V ,然后将轴向位移探头固定在支架上并锁紧。 5、手动沿导轨移动探头支架,使间隙电压显示 “X”V后,将支架锁定在导轨上。(间隙电压 “X”算法:设探头的灵敏度为aV/㎜。 X=-10+(-0.5D)* a 6、此时二次表应显示轴向位移值为:0.5D㎜ 说明:如果机组设计是以大轴推向工作面为零点,那么取消上面的第5步即可。 〔摘要〕胀差、轴位移是汽轮机监测保护系统最重要的两项技术参数,从理论和实际调试两方面阐述了如何正确地锁定本特利3300系统胀差、轴位移传感器的测量零位;并就如何避免实际安装调试中经常出现的问题,提出了可靠的解决方法,从而为减少因传感器零位锁定不当造成的测量、保护动作误差提供参考。

第06章 汽轮机轴向位移与胀差测量装置

第六章汽轮机轴向位移及胀差测量保护装置 一、JZX-3A型轴向位移和JDX-3A型相对膨胀装置 我厂1、3、4号机均采用JZX-3A型轴向位移测量保护装置和JDX-3A型相对膨胀测量装置,它们的结构、原理、使用方法完全一样,只是量程不同。轴向位移量程±2毫米,胀差量程±5毫米。它们具有共同的特点:设计合理,结构紧凑;性能稳定,线性度好;功能齐全,维修方便。 1检修项目与质量要求 1.1发讯器支架与测量盘检查 检查汽轮机上安装发讯器的支架与测量盘,该支架应安装牢靠,机械连接部件的可动部分,应灵活无卡涩,无晃动;弹簧张力恰当,回位正确;测量盘表面应光滑无损伤,损伤严重时应进行修补,否则,在低转速时,示值将摆动。 1.2发讯器部分 1.2.1发讯器的铁芯端面应平整无损,固定螺丝、销钉、防松垫等应齐全牢固,引线及保护金属软管应完整无损,不应与机械转动部分接触磨擦。 1.2.2测量发讯器各组线圈电阻值,应符合规定值。 1.2.3用500V绝缘表测量各组线圈间及对外壳的绝缘电阻,应不小于10MΩ(注意:测量时,必须拨下装置内的插头,防

止高压损伤电子元件)。 1.2.4发讯器上的标志牌应正确清楚,固定牢靠。 1.3 电源部分 1.3.1电源部分内外应清洁,各引线螺丝、固定螺丝、插接件等应齐全无松动。线头标志清楚正确。电源指示灯正常,电压指示表指示正确。 1.3.2各组电压值正确。当电源电压在200~240V范围内变化时,其输出电压变化应不超过±1%。 1.3.3用500V绝缘表测量一、二次线圈对外壳的绝缘电阻,应不小于10MΩ。 1.4 调整装置 1.4.1装置内部应清洁,各零部件固定牢靠,元器件插(焊)接应牢固。 1.4.2各指示灯、开关、按钮应齐全、可靠,电位器应接触良好,无跳动现象。 1.5指示仪表校准 仪表示值误差和同量程误差不应超过仪表的允许误差。并且模拟表应无卡涩现象,数字表无示值跳动现象。 2 整套装置的校准与技术要求 整套装置的校准是将发讯器按要求装在模拟试验台上进行

国产330MW机组汽轮机胀差产生原因及控制措施

国产330MW机组汽轮机胀差产生原因及控制措施 本文结合北京重型电机厂生产的330MW一次中间再热、三缸两排汽式汽轮机,叙述汽轮机胀差产生的原因,并结合现场实际运行情况分析各种工况下胀差的变化趋势,提出机组变工况时胀差的控制措施,及在运行中总结出的注意事项,保证机组安全可靠运行。 标签:330MW汽轮机胀差产生原因控制措施 0引言 在汽轮机运行过程中,使转子与汽缸保持大致相同的轴向热胀速率是十分重要的,而在机组启、停机以及运行过程中,由于汽轮机转子与汽缸的质量、热膨胀系数以及热耗散系数不同,就使得转子的温度比轴承的温度上升快,如果两者之间的热增长差超过汽轮机规定的公差,就会发生动静部分的摩擦,造成机组的损坏。为此在实际运行中,为了保证机组的正常运行,就需要我们必须严格控制好胀差。 1胀差种类产生的原因和危害 在实际运行中,不论产生正胀差还是负胀差都會对机组产生一定的影响,为此需要我们进行严格的控制。所以胀差可以分为正胀差和负胀差两种,当转子膨胀大于汽缸膨胀的时候为正胀差,反之成为负胀差。正负胀差的产生与机组在不同的运行情况有关,当启机、升负荷过程中产生的胀差为正胀差,减负荷、停机过程中所产生的胀差就为负胀差。而胀差数值是十分重要的运行参数,若胀差超限,则热工保护动作使主机脱扣。当转子的相对胀差过大,就会使动、静轴向的间隙消失而产生摩擦,以此造成转子弯曲,引起机组振动,甚至会造成较大事故出现。转子与汽缸的重量、表面积以及结构等都各不相同,因此他们的质面也就相对不同。所谓的质面比就是转子或者汽缸质量与热交换面积之比。而转子与汽缸相比较,当转子的质量较小的时候,就会使质面较小;反之,如果汽缸的质量大,就会使质面比增大。而在加热和冷却的过程中,由于转子温度升高或者传递的时候速度要比汽缸快,就会造成转子的膨胀值大于汽缸,造成冷却时转子的收缩值也会大于汽缸的现象。 2胀差保护的重要意义 监视胀差是机组启动以及停过程中一项十分重要的任务。为了避免轴向间隙的变化过程中所出现的危险程度,就需要降低动静态部分发生的摩擦。这时候需要我们对胀差进行严格监视,必要的时候还要对各部分的胀差对汽轮机是否正常运行的影响进行足够的认识。无论是正胀差还是负胀差,达到某一数值,汽轮机轴向动静部分就要相碰发生摩擦。为了避免因胀差过大引起动静摩擦,大机组一般都设有胀差保护,当正胀差或负胀差达到某一数值时,立即破坏真空紧急停机,防止汽轮机损坏。

汽机轴向位移和胀差传感器的零位锁定问题

汽机轴向位移和胀差传感器的零位锁定问题 摘要:胀差、轴位移是汽轮机监测保护系统最重要的两项技术参数,本文具有针对性的从理论和实际调试两方面阐述了如何正确地锁定本特利3300系统胀差、轴位移传感器的测量零位;就如何避免实际安装调试中常出现的问题,分析并提出了可靠的解决方法,从而为减少因传感器零位锁定不当造引言:在高参数,大容量汽轮发电机组中,轴位移和胀差是直接反映汽轮机动静间隙的两项最重要的技术参数,也是两项重要保护。目前,由于许多机组的轴差、位移监测系统传感器的零位锁定不当,使该系统在机组启动后,测量误差较大,甚至无法正常监测和投入保护,只能停机处理。因此,检修后机组的轴位移、胀差传感器的零位锁定是直接影响启机后,胀差、位移监测系统能否正确的反映汽轮机组的动静间隙,从而可靠投入保护的一项重要工作。 1 胀差、位移监测系统的测量原理 胀差、位移监测系统都是利用涡流传感器的输出电压与其被测金属表面的垂直距离在一定范围内成正比的关系,将位移信号转换成电压信号送至监测仪表,从而实现监测和保护的目的。现以300MW机组中N300-16.7/538/538型汽轮机组为例,将美国本特利内华达公司生产的3300/46斜坡式胀差和3300/20轴位移监测系统的测量原理进行阐述(轴位移、胀差的测量一次元件均采用本特利7200系列84712-00-07-10-02涡流传感器)。 1.1 本特利3300/46斜坡式胀差监测系统的工作原理 在机组正常运行中,胀差传感器固定在缸体上,而传感器的被测金属表面铸造在转子上,因此,汽缸和转子受热膨胀的相对差值称为“胀差”(一般习惯将转子的膨胀量大于汽缸的膨胀量产生的差值做为“正胀差”,反之为“负胀差”)。该差值被涡流传感器A和B做它和转子上被测表面的相对位移利用其“输出电压与被测金属表面距离成正比”的关系,并利用转子被测表面加工的8°斜坡将传感器的测量范围进行放大,其换算关系如下: δ=L×Sin8°(式1-1) (δ:传感器与被测斜坡表面的垂直距离;L:胀差) 如果传感器的正常线性测量范围为4.00mm(即δ=4.00mm),则对应被测胀差范围L为: L=δ/Sin8°=400/Sin8°=28.74mm 由上式可知:胀差传感器利用被测表面8°的斜坡将其4.00mm的正常线性测量范围扩展为28.74mm的线性测量范围,从而满足了对0-20mm的实际胀差范围的测量。传感器将其与被测斜坡表面的垂直距离转换成直流电压信号送至前置放大器进行整形放大后,输出0-24VDC电压信号至3300/46斜坡式胀差监测器,分别将A、B传感器输入的信号进行叠加运算后进行胀差显示,并输出开关量信号送至保护回路时进行报警和跳闸保护。同时输出0-10VDC、1-5VDC 或4-20mA模拟量信号至记录仪。具体安装原理图如下:

低缸胀差和轴向位移偏大的原因分析和调整方法

低缸胀差和轴向位移偏大的原因分析和调整方法 运行中低缸胀差偏大或轴向位移偏大是常见的缺陷,由于产生原因不清楚,机组不得不降负荷运行,但有时候往往是虚惊一场,较多的是转子冷、热态在缸内的位置不清楚,元件调整和传动试验方法不对,本文以125MW机组为例,阐述它们之间的关系和调整方法,供其它类型机组的专业技术人员参考。 1.与动静间隙的关系 1.1低缸胀差与动静间隙的关系 低缸胀差传感器装在3号轴承盘车齿轮处,该轴承箱与低压缸没有直接连接,因此,3300表盘上所显示的低缸胀差值应是低压转子的绝对膨胀值。整根转子的膨胀死点在推力轴承处,低压外缸的膨胀死点在低压缸靠2号轴承前端,低压内缸相对低压外缸的死点在低压进汽中心线处,因此,在热态下,低压内缸除沿进汽中心线向两侧膨胀外,还与低压外缸一起向发电机侧膨胀。 假设以低压缸进汽中心线为参考点则有: 转子在该点的膨胀量为低缸差胀(A)的一半。 低压外缸在该点的膨胀值为低压外缸绝对膨胀值(B)的一半,B一般为1~1.2mm。 若取0.5~0.6mm的安全裕量。 设安装间隙为(X0),内缸膨胀量为C则膨胀后的轴向间隙(X)有: X=X0-A/2+B/2-C-0.6 正向: 低压缸动静碰摩最危险的部位是靠机头前的19、20、21级最小安装间隙为7mm。中心线距21级约600mm,平均温度按250℃计,低压内缸在21级处与转子反向膨胀约1.5mm,要保证动静部分不发生摩擦就必须使X>0。 X=7-1.5-A/2+1~1.2/2-0.6>0 A<10mm时,是安全的。 负向: 低压缸动静碰摩最危险的部位是靠电机侧的25、26、27级最小安装间隙为3+0.5mm,在26级处,由于内缸与转子的温差很小,相对胀差可忽略,因此有: X=-(3+0.5)-A/2+1~1.2/2-0.6 A<-5mm时,是安全的。 1.2轴向位移与动静间隙的关系 轴向位移在正常运行时是一定的,它的显示值与机组的推力间隙和热工测量系统调整时的初始值有关,机组运行后基本不变,只有在推力瓦有磨损时它才发生变化。推力间隙一般控制在0.35~0.45mm之间,机组检修过程中调整动静间隙都是将推力盘分别向前、后推足后进行调整的,所以,正常运行时,推力间隙所对应的轴向位移,对机组的动静间隙是没有影响的,它对胀差的影响较小。 事故状态下,推力轴承磨损后,轴向位移将发生较大的变化,推力瓦乌金厚度为1.5mm 左右,轴向位跳机值为+(-)1.2mm,考虑到极端情况下,此时的胀差也到跳机值,低缸胀差的保护定值为+7.5、-1.5因此有:

轴向位移

轴向位移 1什么是轴向位移?轴向位移变化有什么危害? 答:气压机与汽轮机在运转中,转子沿着主轴方向的串动称为轴向位移。 机组的轴向位移应保持在允许范围内,一般为0.8~1.0mm,超过这个数值就会引起动静部分发生摩擦碰撞,发生严重损坏事故,如轴弯曲,隔板和叶轮碎裂,汽轮机大批叶片折断等。转子轴向位移(也被成为窜轴)这一指标主要是用以监督推力承轴的工作状况。 汽轮机运行中,汽流在其通道中流动时所产生的轴向推力是由推力承轴来承担的,并由它来保持转子和汽缸的相对轴向位置。不同负荷下轴向推力的大小是不同的,推力承轴在受压时产生的弹性变形也相应变化,所以运行中应该将位移数值和准值作比较,借以查明机组运行是否正常。 作用在汽轮机转子的轴向推力,是由推力承轴来承受的,推力承轴承受转子的轴向推力并维持汽轮机通流部分正常的动静轴向间隙。如果显然,轴向推力的变化将影响推力承轴工况的变化,进而会影响到汽轮机动静轴向间隙。从汽轮机安全运行的角度看来,动静轴向间隙是不允许由过大的变化的,所以通常均在推力承轴部位装设汽轮机转子轴向位移监测装置,以保证汽轮机组的安全工作。 推力承轴,包括承轴座架、瓦架、油膜,并非绝对刚性,也就是说在轴向推力用下会产生一定程度的弹性位移。如果汽轮机轴向推力过大,超过了推力承轴允许的负载限度,则会导致推力承轴的损坏,较常见到的就是推力瓦磨损和烧毁,此时推力承轴将不能保持机组动静之间的正常轴向间隙,从而将导致动静碰磨,严重时还会造成更大的设备损坏事故。而在机组运行中,轴向推力增大的因素常常有: (1)负载增加,则主蒸汽流量增大,各级整齐压差随之增大,使机组轴向推力增大。抽气供热式或背压式机组的最大轴向推力可能发生在某一中间负荷,因为机组除了电负荷增加外,还有供热负荷增加的影响因素。 (2)主蒸汽参数降低,各级的反动度都将增大,使机组轴向推力增大。 (3)隔板气封磨损,漏气量增加,使级间压差增大。 (4)机组通流部分因蒸汽品质不佳而结垢时,相应级的叶片和叶轮前后压差将增大,使机组的轴向推力增加。 (5)发生水冲击事故时,机组的轴向推力将明显增大。 由于机组在正常工况下运行时,作用在汽轮机转子上的轴向推力就很大,如果再发生以上几种异常情况,轴向推力将会更大,引起推力瓦块温度升高,严重时会使推力瓦块融化。 从上述分析可知,轴向位移可以较直观反映出运行中机组轴向推力的变化。同时还可看到,轴向推力的大小将影响到推力承轴工况的变化,也就是说提倡者工况的变化可在一定程度反映出轴向推力的变化,这一点已为运行实践所证实,例如轴向推力增大时,推力瓦温度将升高,推力承轴回油温度也将升高。近来一些机组还装设了推力瓦油膜压力表。实践表明,用推力瓦油膜压力表来监视轴向推力的变化,反映很灵敏。当然用推力瓦温、推力承轴回油温度或推力瓦油膜压力都不能直接反映出轴向推力的绝对值,但都可在一定限度内反映轴向推力变化的幅度。应该指出:推力承轴回油温度对轴向推力变化的反映比较迟缓,已经由不少慈乌金已磨损或开始熔化,但回油温度仍无明显变化的实例,所以我们认为应选择推力瓦温和油膜压力作为轴向推力和轴向位移的主要辅助监视表计。一些机组推力瓦片未装热电阻测温装置,这是不够安全的,应该创造条件加装。目前大功率机组推力承轴不仅每一推力瓦片均装设热电阻,甚至非工作瓦片也装设有测温装置。

浅谈汽轮机的热膨胀和胀差

浅谈汽轮机的热膨胀和胀差 一、轴向位移和胀差的概念 轴位移指的是轴的位移量而胀差则指的是轴相对于汽缸的相对膨胀量,一般轴向位移变化时其数值较小。轴向位移为正值时,大轴向发电机方向移,若此时汽缸膨胀远小于轴的膨胀,胀差不一定向正值方向变化;如果机组参数不变,负荷稳定,胀差与轴向位移不发生变化。机组启停过程中及蒸汽参数变化时,胀差将会发生变化,由于负荷的变化而轴向位移也一定发生变化。运行中轴向位移变化,必然引起胀差的变化。 汽轮机的转子膨胀大于汽缸膨胀的胀差值称为正胀差,当汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值称为负胀差。 胀差数值是很重要的运行参数,若胀差超限,则热工保护动作使主机脱扣,避免动静部分发生碰撞,损坏设备。启动时,一般应用加热装置来控制汽缸的膨胀量,而转子主要依靠汽轮机的进汽温度和流量以及轴封汽的汽温和流量来控制转子的膨胀量。启动时胀差一般向正方向发展。汽轮机在停用时,随着负荷、转速的降低,转子冷却比汽缸快,所以胀差一般向负方向发展,特别是滑参数停机时尤其严重,必须采用汽加热装置向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽,以免胀差保护动作。 汽轮发电机中,由于蒸汽在动叶中做功,以及隔板汽封间隙中的漏汽等原因,使动叶前后的蒸汽压力有一个压降。这个压降使汽轮机转子顺着蒸汽流动方向形成一个轴向的推力,从而产生轴向位移。如

果轴向位移大于汽轮机动静部分的最小间隙就会使汽轮机静、转子相碰而损坏。轴向位移增大,会使推力瓦温度开高,乌金烧毁,机组还会出现剧烈振动,故必须紧急停机,否则将带来严重后果。 差胀保护是指汽轮机转子和汽缺之间的相对膨胀差。在机组启、停过程中,由于转子相对汽缸来说很小,热容量小,温度变化快,膨胀速度快。若不采取措施加以控制升温速度,将使机组转子与汽缸摩擦造成损坏。故运行中差胀不能超过允许值。 汽轮机转子停止转动后,负胀差有可能会更加发展,因此应当维持一定温度的轴封蒸汽,以免造成恶果。 二、轴向位移和胀差产生的原因(影响机组胀差的因素) 使胀差向正值增大的主要因素简述如下: 1)启动时暖机时间太短,升速太快或升负荷太快。 2)汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低,引起汽加热的作用较弱。 3)滑销系统或轴承台板的滑动性能差,易卡涩,汽缸胀不出。4)轴封汽温度过高或轴封供汽量过大,引起轴颈过份伸长。 5)机组启动时,进汽压力、温度、流量等参数过高。 6)推力轴承工作面、非工作面受力增大并磨损,轴向位移增大。7)汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落,在严禁季节里,汽机房室温太低或有穿堂冷风。 8)双层缸的夹层中流入冷汽(或冷水)。 9)胀差指示器零点不准或触点磨损,引起数字偏差。

汽轮机胀差轴向位移的产生原因及其防控措施

汽轮机胀差,轴向位移的产生原因及其防控措施1轴向位移和胀差的概念 轴位移指的是轴的位移量,而胀差则指的是轴相对于汽缸的相对膨胀量,一般轴向位移变化时其数值较小。轴向位移为正值时,大轴向发电机方向移,若此时汽缸膨胀远小于轴的膨胀,胀差不一定向正值方向变化;如果机组参数不变,负荷稳定,胀差与轴向位移不发生变化。机组启停过程中及蒸汽参数变化时,胀差将会发生变化,由于负荷的变化而轴向位移也一定发生变化。运行中轴向位移变化,必然引起胀差的变化。 汽轮机的转子膨胀大于汽缸膨胀的胀差值称为正胀差,当汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值称为负胀差。 根据汽缸分类又可分为高差、中差、低I差、低II差。 胀差数值是很重要的运行参数,若胀差超限,则热工保护动作使主机脱扣,避免动静部分发生碰撞,损坏设备。 启动时,一般应用加热装置来控制汽缸的膨胀量,而转子主要依靠汽轮机的进汽温度和流量以及轴封汽的汽温和流量来控制转子的膨胀量。启动时胀差一般向正方向发展。汽轮机在停用时,随着负荷、转速的降低,转子冷却比汽缸快,所以胀差一般向负方向发展,特别是滑参数停机时尤其严重,必须采用汽加热装置向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽,以免胀差保护动作。 汽轮发电机中,由于蒸汽在动叶中做功,以及隔板汽封间隙中的漏汽等原因,使动叶前后的蒸汽压力有一个压降。这个压降使汽轮机转子顺着蒸汽流动方向形成一个轴向的推力,从而产生轴向位移。如果轴向位移大于汽轮机动静部分的最

小间隙就会使汽轮机静、转子相碰而损坏。轴向位移增大,会使推力瓦温度开高,乌金烧毁,机组还会出现剧烈振动,故必须紧急停机,否则将带来严重后果。差胀保护是指汽轮机转子和汽缺之间的相对膨胀差。在机组启、停过程中,由于转子相对汽缸来说很小,热容量小,温度变化快,膨胀速度快。若不采取措施加以控制升温速度,将使机组转子与汽缸摩擦造成损坏。故运行中差胀不能超过允许值。 汽轮机转子停止转动后,负胀差有可能会更加发展,因此应当维持一定温度的轴封蒸汽,以免造成恶果。 2轴向位移和胀差的影响因素 使胀差向正值增大的主要因素简述如下: 1)启动时暖机时间太短,升速太快或升负荷太快。 2)汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低,引起汽加热的作用较弱。 3)滑销系统或轴承台板的滑动性能差,易卡涩,汽缸胀不出。 4)轴封汽温度过高或轴封供汽量过大,引起轴颈过份伸长。 5)机组启动时,进汽压力、温度、流量等参数过高。 6)推力轴承工作面、非工作面受力增大并磨损,轴向位移增大。 7)汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落,在严禁季节里,汽机房室温太低或有穿堂冷风。 8)双层缸的夹层中流入冷汽(或冷水)。

汽轮机轴位移超标的原因分析及处理

HNK50/80汽轮机轴位移超标的原因分析及处理 郑祖光,张平 (广东省韶关钢铁集团有限公司,广东曲江512123) 摘要:本文主要介绍了广东省韶关钢铁集团有限公司热电厂AV-80轴流压缩机拖动原动机—HNK50/80汽轮机在运行过程中多次出现轴位移超标的原因分析,以及消除这一故障的具体措施和检修的一些经验。 关键词:汽轮机;轴向力;轴位移 Roots Analysis and Settlements on The Axial Over-displacement of NHK50/80 Steam Turbin e Zheng Zu-guang,Zhangping (Guangdong Shaoguan Iron and Steel Group Co. Ltd, Qujiang, 512123, Guangdong) Abstract:This essay provides a general introduction on the root analysis of axial over-displacement which appears in the running of HNK50/80 steam turbine, which provides power to AV-80 compressor of Guangdong Shaoguan Iron and Steel Group Co. Ltd, Thermoelectricity plant. Meanwhile, some specific solutions and experiences for inspection and repairing are presented for reference. Key Words: steam turbine; axial Force; axial Displacement. 1 引言 广东韶钢热电厂A V-80轴流压缩机自投产以后,出现过多次其拖动原动机——汽轮机轴位移超标造成机组自动脱扣停机的现象,A V-80轴流压缩机是7#高炉生产的主要供风设备,对保证炼铁厂7#高炉炉况的安全稳定运行起着非常重要的作用,需尽快解决汽轮机轴位移过大的问题,确保压缩机稳定运行。 2 汽轮机简介 韶钢A V-80轴流压缩机原动机是型号为HNK50/80的汽轮机,生产厂家为杭州汽轮机股份有限公司,为冷凝式汽轮机,其主要参数见表1。

轴向位移

轴向位移又叫串轴,就是沿着轴的方向上的位移。总位移可能不在这一个轴线上,我们可以将位移按平行、垂直轴两个方向正交分解,在平行轴方向上的位移就是轴向位移。轴向位移反映的是汽轮机转动部分和静止部分的相对位置,轴向位移变化,也是静子和转子轴向相对位置发生了变化。全冷状态下一般以转子推力盘紧贴推力瓦为零位。向发电机为正,反之为负,汽轮机转子沿轴向向后移动的距离就叫轴向位移。 影响轴向位移的因素 1).负荷变化. 2).叶片结垢严重. 3).汽温变化. 4).蒸汽流量变化. 5).高压轴封漏汽大,影响轴承座温度的升高. 6).频率变化. 7).运行中叶片断落. 8).水冲击. 9).推力轴瓦磨损或损坏. 10).抽汽停用,轴向推力变化. 11).发电机转子窜动. 12).高压汽封疏汽压调节变化. 13).真空变化. 14).电气式轴位移表受频率,电压的变化影响. 15).液压式轴位移表受主油泵出口油压,油温变化等影响. 轴向位移大如何消除 如果是机组运行中轴向位移偏大,那就降负荷,这样就能减少轴向位移。 机组停机后应该用千斤顶检查转子产生轴向位移的原因,比如推力瓦块的推力间隙是否过大,轴承是否定位不良,找到原因并消除。还有就是检查轴向位移的测量回路是否存在问题。 ?汽轮机轴向位移-零点定位到底是在推力盘靠在工作瓦上的时候还是靠在非工作瓦上的时候来确定的,还是两边都行?定完位后还要给推回中间位置吗? 1.是平衡盘靠在推力瓦工作面上,因为汽轮机正常运行时,转子就在这个位置上。 2.我们厂轴向位移定零位是推力盘紧靠工作瓦块自然回松后作为基准点。 3.实际工作中,转子轴向位移零位定位可以有三种方案:①汽轮机转子推力盘贴死推力瓦工作面的状态下定位;②推力盘贴死推力瓦非工作面的状态下定位; ③推力盘处于推力轴承工作瓦与非工作瓦之间,不贴死任何一面的情况下定位。汽轮机转子轴向位移的保护值一般为正、负向各1.0毫米,而推力轴承的推力总间隙一般只有0.25至0.38左右,因此,推力盘处在什么状态下定轴向零位,对汽轮机轴位移的影响不大。另外,汽轮机的差胀最大有十几个毫米,更不介意轴

汽轮机轴向位移与胀差的分析与控制

汽轮机轴向位移与胀差的分析与控制 汽轮机轴向位移与胀差 (1) 一、汽轮机轴向位移增大的原因 (1) 二、汽轮机轴向位移增大的处理 (1) 三、汽机轴向位移测量失灵的运行对策.......................................................................... 1汽轮机的热膨胀和胀差............................................................................................................. 2相關提問: .......................................................................................................................... 21、轴向位移和胀差的概念................................................................................................ 32、轴向位移和胀差产生的原因(影响机组胀差的因素)............................................ 3使胀差向正值增大的主要因素简述如下: .............................................................. 3使胀差向负值增大的主要原因: .............................................................................. 4正胀差-影响因素主要有:.................................................................................... 43、轴向位移和胀差的危害................................................................................................ 64、机组启动时胀差变化的分析与控制............................................................................ 61、汽封供汽抽真空阶段。........................................................................................

汽轮机胀差问题概述

汽轮机胀差问题概述 什么是胀差?胀差变化与哪些因素有关? 1、汽轮机转子与汽缸的相对膨胀,称为胀差。习惯上规定转子膨胀大于汽缸膨胀时的胀差值为正胀差,汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值为负胀差。根据汽缸分类又可分为高差、中差、低I差、低II差。胀差数值是很重要的运行参数,若胀差超限,则热工保护动作使汽轮机停止运行。 2、使胀差向正值增大的主要因素简述如下: 1)启动时暖机时间太短,升速太快或升负荷太快。 2)汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低,引起汽加热的作用较弱。 3)滑销系统或轴承台板的滑动性能差,易卡涩。 4)轴封汽温度过高或轴封供汽量过大,引起轴颈过份伸长。 5)机组启动时,进汽压力、温度、流量等参数过高。 6)推力轴承磨损,轴向位移增大。 7)汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落,在严禁季节里,汽机房室温太低或有穿堂冷风。 8)双层缸的夹层中流入冷汽(或冷水)。 9)胀差指示器零点不准或触点磨损,引起数字偏差。 10)多转子机组,相邻转子胀差变化带来的互相影响。 11)真空变化的影响。 12)转速变化的影响。13)各级抽汽量变化的影响,若一级抽汽停用,则影响高差很明显。 14)轴承油温太高。

15)机组停机惰走过程中由于“泊桑效应”的影响。 3、使胀差向负值增大的主要原因: 1)负荷迅速下降或突然甩负荷。 2)主汽温骤减或启动时的进汽温度低于金属温度。 3)水冲击。 4)汽缸夹层、xx加热装置加热过度。 5)轴封汽温度太低。 6)轴向位移变化。 7)轴承油温太低。 8)启动时转速突升,由于转子在离心力的作用下轴向尺寸缩小,尤其低差变化明显。 9)汽缸夹层中流入高温蒸汽,可能来自汽加热装置,也可能来自进汽套管的漏汽或者轴封漏汽。启动时,一般应用加热装置来控制汽缸的膨胀量,而转子主要依靠汽轮机的进汽温度和流量以及轴封汽的汽温和流量来控制转子的膨胀量。启动时胀差一般向正方向发展。 汽轮机在停用时,随着负荷、转速的降低,转子冷却比汽缸快,所以胀差一般向负方向发展,特别是滑参数停机时尤其严重,必须采用汽加热装置向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽,以免胀差保护动作。汽轮机转子停止转动后,负胀差可能会更加发展,为此应当维持一定温度的轴封蒸汽,以免造成恶果。 启动时如何有效控制差胀? (1)选择合适的升温升压曲线,且汽温不得大幅波动; (2)根据汽轮机状态,选择合适的冲转参数; (3)冲转时监视上下缸温差,确认主汽门前及缸体疏水正常动作;

汽轮机轴向位移和胀差

汽轮机的热膨胀和胀差 摘要: 关键词:汽轮机轴向位移、胀差 1、轴向位移和胀差的概念 轴位移指的是轴的位移量而胀差则指的是轴相对于汽缸的相对膨胀量,一般轴向位移变化时其数值较小。轴向位移为正值时,大轴向发电机方向移,若此时汽缸膨胀远小于轴的膨胀,差胀不一定向正值方向变化;如果机组参数不变,负荷稳定,差胀与轴向位移不发生变化。机组启停过程中及蒸汽参数变化时,差胀将会发生变化,由于负荷的变化而轴向位移也一定发生变化。运行中轴向位移变化,必然引起差胀的变化。 2、轴向位移和胀差产生的原因 影响机组差胀的因素 使胀差向正值增大的主要因素简述如下: 1)启动时暖机时间太短,升速太快或升负荷太快。 2)汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量较低,引起汽加热的作用较弱。 3)滑销系统或轴承台板的滑动性能差,易卡涩。 4)轴封汽温度过高或轴封供汽量过大,引起轴颈过份伸长。 5)机组启动时,进汽压力、温度、流量等参数过高。 6)推力轴承磨损,轴向位移增大。 7)汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落,在严禁季节里,汽机房室温太低或有穿堂冷风。 8)双层缸的夹层中流入冷汽(或冷水)。 9)胀差指示器零点不准或触点磨损,引起数字偏差。 10)多转子机组,相邻转子胀差变化带来的互相影响。 11)真空变化的影响。 12)转速变化的影响。 13)各级抽汽量变化的影响,若一级抽汽停用,则影响高差很明显。 14)轴承油温太高。 15)机组停机惰走过程中由于“泊桑效应”的影响。 l.负价苛变化速度的影响 当负荷变化时,各级蒸汽流量发生变化,特别是在低负荷范围内,各级蒸汽温度的变化较大,负荷增长速度愈快,蒸汽的温升速度也愈快.与金属表向降负荷速度加快,汽缸和转子温升速度的差别愈大。负荷增加速度加快,正差胀增大;降负荷速度加快,正差胀缩小,以致出现负差胀。

汽轮机起停过程中差胀控制

汽轮机胀差分析 我厂600MW机组汽轮机,形式为亚临界参数、一次中间再热、单轴、四缸、四排汽、凝汽式汽轮机,型号为N600-16.7/538/538。额定功率600MW,最大功率634MW,从机头方向看为顺时针转动。 发电机低压缸II 低压缸I 中压缸高压缸前箱 滑销系统示意图 高、中、低压缸可以自由的在台板座上移动,由定位销定位移动方向。一般横销只有两个,与中心线的纵销定位一个死点。我厂机组死点在#1低压缸的中心。发电机有单独的滑销系统,有两个横销、两个纵销确定中心点。高压转子的推力盘工作面为整个转子的相对死点。我厂机组滑销系统有4个纵销:前轴承箱轴向2个,中轴承箱轴向2个;4个横销:低压缸I两侧中部2个,发电机两侧中部2个;6个立销:低压缸I轴线上2个,低压缸II轴线上2个,发电机轴线上2个;6个角销:前轴承箱2个(有2个用螺栓),中轴承箱4个;8个猫爪:高压缸4个,中压缸4个。 由于转子的质面比比汽缸的质面比小得多,在变工况时,转子变化快,所以产生膨胀不一致现象,这种转子与汽缸的膨胀之差为胀差。另外汽缸与转子的死点不同,内外缸的死点又有差别,所以不同动静部位轴向间隙变化不同。 冷态启动过程中,#1低压缸的后部及#2低压缸向发电机方向膨胀。#1低压缸前部及中压缸、高压缸向机头方向膨胀。转子以推力盘为相对死点,高压转子向前箱方向膨胀,与缸体膨胀方向相同;而中压转子向发电机方向膨胀,对于中压缸的前侧转子与汽缸膨胀方向相反,对于中压缸的后侧膨胀方向相同,对于#1低压

缸前部汽缸与转子膨胀方向相反,对于#1低压缸后半部分和#2低压缸与转子膨胀方向相同。由于汽缸的喷嘴与叶片的间隙比叶片与下一级喷嘴间隙小,所有对于正胀差时最危险的部位为中压缸前部和#1低压缸的前部,对于中压缸胀差只是自身的胀差,比较小。对于#1低压缸前部,相对胀差为中压缸胀差与低压缸胀差的累计,比较大,但低压缸的动静间隙相对较大,仍能满足要求。这也是把相对死点放于中压缸前的原因。对于热态启动时,出现负胀差时,情况相反,最危险的部位为高压调节级。 胀差监测仪表有两个,一个安装在前箱里,测量高压胀差;另一个安装在八号轴承,测量低压胀差。另外,前轴承箱旁边设有汽缸绝对膨胀监测仪。 1 影响汽轮机胀差变化的主要因素 (1)轴封供汽时间和蒸汽温度的形响。汽机的端轴封在转子上占据一定的长度,因此改变轴封汽温和供汽时间将影响转子的膨胀,从而使胀差变化。在机组启动前提升凝汽器真空时需投入轴封供汽,此时轴封段的转子受到加热而膨胀伸长。由于机组启动前送轴封供汽抽真空,对汽缸的膨胀影响很小,此时胀差变化量反映了转子轴封段受热膨胀的伸长量。 (2)转子泊松效应的影响。汽轮机转子转动时,叶片和叶轮产生的离心力作用于大轴上,对大轴产生径向拉力由于转子材料的泊松效应的影响,转子在受径向拉力变粗的同时轴向的长度要缩短。这种轴向变形与转速的平方成正比,与泊松效应参数K值成正比。因此,降速时转子要伸长,升速时转子要缩短。由于低压缸转子的泊松效应参数K值较大,因而受泊松效应影响明显。对于我厂而言,由于波桑效应,高压缸差胀由停机前的0.7mm升至1.0mm,低压缸差胀从停机前的12.9mm增至18.2mm.因此,运行人员在进行机组启停操作之前应该预测泊松效应引起胀差变化对汽轮机安全的影响,防止胀差超限 (3) 高压缸进汽参数变化的影响。汽轮机进汽采用节流调节方式,即高压缸所有进汽调节阀同时开关,来控制蒸汽的流量。汽轮机转速从盘车状态升速至 3 000 r/min所需的进汽量较小,与汽轮机转子、汽缸等金属部件的热交换较微弱。在发电机并网以后,汽轮机进汽量增大,汽机转子相对胀差和汽缸绝对膨胀仪表指示变

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