浅议汽轮机胀差形成的原因、危害及控制措施
300MW汽轮机胀差变化的原因分析与控制
300MW汽轮机胀差变化的原因分析与控制作者：王沧海来源：《科技资讯》2019年第03期摘要：胀差是影响汽轮机启动速度以及机组安全行驶的核心参数，对于火电机组较为典型的变工况下胀差的变化具有较强的现实意义。
该文从胀差产生的原因以及计算公式进行分析，阐述了胀差的产生机理，并详细介绍300MW汽轮机在运行中、装置结构与系统初参数等方面影响胀差的因素，探究了减小胀差的方法并变工中胀差的控制要点，避免因为胀差过大带来的安全隐患。
关键词：滑销系统汽轮机冷态启动汽缸胀差中图分类号：TK249.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）01（c）-0045-02我国的汽轮机参数逐渐增大，研发方向也朝着大容量发展，带来的直接结果就是转子轴系与汽缸外形体积的变大，每当发生启停时，都会有大量的热量产生，造成机器设备的受热膨胀，从而发生胀差。
当转子的膨胀大于汽缸膨胀程度，就会生成正胀差；相反，转子的膨胀程度较小，则产生负胀差。
胀差的程度应有所控制，高于标准胀差，则会引起间级的间隙变小，逐渐消失，进而使汽轮机内部发生静摩擦，甚至出现转子变形弯曲的状况。
所以，对于汽轮机中胀差的控制措施是十分必要的，关系到行驶中的安全。
1 胀差产生原因1.1 产生机理汽轮机的整体都是由金属构成，在运行过程中产生热量，导致发生膨胀，而膨胀的大小与构件比例有直接关系，实际结果需要根据膨胀系数进行计算。
如果汽轮机处于对流换热状态，则受热膨胀的比例与换流热系数、流体流速有关。
高压汽轮在正常使用中，需要经历从静止到运行产生热能的一系列过程，其中温度差较大，进而汽轮机的汽缸相关参数都会受到膨胀的影响。
机组启动的初期，高压缸质量较重，但转子的重量不明显，而处于运转中的转子受热的接触面是汽缸的5倍，受热效果更加明显。
在运行过程中，在同样的时间内，质子因为运转速度较快，温度上升程度也较高，而汽缸的温度相比较下上升不明显，极其容易产生温差，即胀差。
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。
浅谈汽轮机胀差超标原因分析及处理
浅谈汽轮机胀差超标原因分析及处理摘要：本文首先对汽轮机机组滑销系统结构进行简单介绍，重点分析汽轮机胀差超标原因，在此基础上深入研究某海外机组热态极热态启动中胀差超标的处理措施，希望通过本文的研究能够更加全面的汽轮机胀差的基本情况及超标的根本原因，也为后期更好的保障汽轮机胀差提供参考。
关键词：汽轮机；胀差超标；滑销系统1引言汽轮机是发电机组运行中的一种重要设备，汽轮机的正常运行直接关系到发电机组运行效率和发电功率。
近年来在对发电机组观察研究中发现，许多汽轮机都存在严重的胀差超标现象，严重影响电厂发电效应及系统运行安全，因此在现阶段加强对于汽轮机胀差超标原因分析及处理研究具有重要的现实意义，能够更加全面的掌握机组滑销系统的基本结构，掌握汽轮机胀差超标的主要原因并制定合理的处理措施，从而有效降低汽轮机出现胀差的可能，保证汽轮机的正常运行。
2机组滑销系统结构汽轮机的膨胀主要分为三个方向的，分别是横向、纵向和垂直方向，基本是借助滑销系统完成相应的膨胀，分别由不同的键进行引导。
其中横向膨胀主要是以汽缸前部和后汽缸侧基架下面的两个横键进行引导，纵向的膨胀则是由汽轮机前轴承箱下面的纵向轴进行引导，在垂直方向利用立键进行引导，在前轴承箱和汽缸前面以及后汽缸和后基架之间分别有三个立键。
通过三个方向上三种不同的键的引导，能够有效保证汽轮机在膨胀的时候能够沿着标准方向移动，避免出现异常膨胀。
在汽缸发生膨胀以后，汽缸侧基架下面的横键和纵向键会在凝汽器的中心线处成为交叉死点，汽轮机启动以后会向汽轮机机头的方向发生膨胀。
汽轮机内部转子也会发生膨胀，膨胀方向为电机侧，一般会发生在汽轮机启动的时候。
3汽轮机胀差超标原因分析此文着重分析海外某65MW高温高压机组为东方汽轮机厂生产的机组，机组在热态及极热态状态启动、停运过程中多次出现高压缸膨胀、收缩受阻的现象。
通过查询汽轮机组的历史记录曲线发现：从汽轮机组热态及极热态状态启动0转至3000rpm之间，汽轮机的胀差值会发生较大的变化，当汽轮机转速逐渐递增时，尤其暖机升速后在短时间内胀差值快速增大，800rpm升高到2300rpm时，汽轮机的胀差会由-0.06mm达到-1.2mm ，汽轮机继续升速，当转速达到2800rpm时，胀差增加到-1.4mm，胀差保护动作。
#1燃气轮机#2胀差异常变化的原因与处理对策
#1燃气轮机#2胀差异常变化的原因与处理对策
#1 燃气轮机
燃气轮机（Gas Turbine）是一种将燃料能转化为机械能的设备，也是发电厂常用的一种发电设备之一。
燃气轮机的工作原理是利用燃气燃烧产生的高温高压气体通过高速旋转
的转子产生功。
燃气轮机具有高效率、低排放、快速启动等优点，被广泛应用于发电、航
空和石化等领域。
燃气轮机的运行过程中常常会出现一些问题，其中之一就是胀差异常变化。
胀差（Gap）是指机械零部件在热膨胀过程中产生的间隙变化。
燃气轮机中的胀差异常变化通常是指由于工作温度的变化造成的机械部件的热膨胀不均匀，导致胀差发生改变。
胀差异常变化可能会导致燃气轮机出现不正常的振动、噪音、磨损等问题，甚至可能导致
设备故障。
胀差异常变化的主要原因有以下几点：
1. 燃气轮机运行温度的变化：燃气轮机在启动、停机、负荷变化等情况下，燃烧室
和燃气轮机内部的温度会发生变化，从而导致机械部件的热膨胀不均匀。
2. 材料热膨胀系数不匹配：燃气轮机中的机械部件由不同材料组成，每种材料的热
膨胀系数不同。
当燃气轮机温度变化时，材料热膨胀系数不匹配会导致胀差异常变化。
3. 安装误差：燃气轮机的安装过程中，机械部件的安装精度和装配质量会影响胀差
的稳定性。
如果安装过程中存在误差，会导致胀差异常变化。
胀差异常变化是燃气轮机常见的问题之一，其主要原因包括燃气轮机运行温度的变化、材料热膨胀系数不匹配和安装误差等。
针对这些问题，可以通过加强温度控制、选择合适
的材料和优化安装过程等措施来处理和预防胀差异常变化的问题。
汽轮机胀差大的原因
汽轮机胀差大的原因汽轮机是一种利用燃烧热能转化为机械能的设备，在工业生产和发电领域广泛应用。
而汽轮机的胀差是指在运行过程中，由于不同部件受热膨胀程度不同而引起的尺寸变化差异。
胀差的存在会对汽轮机的正常运行和性能产生一定的影响，下面将从几个方面探讨造成汽轮机胀差大的原因。
温度变化是导致汽轮机胀差的主要原因之一。
在汽轮机运行过程中，各个部件会受到高温蒸汽的冲击和热辐射，从而导致局部温度升高。
由于不同部件的材料性质和结构特点不同，其热膨胀系数也会有所差异。
因此，在温度变化过程中，不同部件的尺寸会发生不同程度的变化，从而产生胀差现象。
材料的热膨胀性能是影响汽轮机胀差的关键因素。
不同材料具有不同的热膨胀特性，有些材料的热膨胀系数较大，而有些材料的热膨胀系数较小。
在汽轮机中，各个部件多采用不同的材料，如铁、钢、铜、铝等。
由于材料的热膨胀系数不同，当汽轮机在运行过程中受到热膨胀影响时，不同材料的部件会产生不同程度的胀差。
汽轮机的结构设计也会影响到胀差的大小。
在汽轮机的设计中，需要考虑到部件的热膨胀特性以及运行时受到的温度变化，合理安排各个部件的间距和连接方式，以减小胀差的影响。
如果结构设计不合理，部件之间的连接方式不牢固，容易受到温度变化的影响，从而导致胀差增大。
汽轮机运行过程中的热应力也是导致胀差的重要因素。
由于汽轮机在运行过程中会受到高温蒸汽的冲击，各个部件会承受不同程度的热应力。
当热应力超过材料的承受范围时，就会导致部件的变形和破坏，进而增大胀差。
总结起来，汽轮机胀差大的原因主要包括温度变化、材料的热膨胀性能、结构设计和热应力等因素。
为了减小汽轮机胀差的影响，可以采取以下措施：合理选择材料，尽量使用热膨胀系数较小的材料；优化结构设计，合理安排部件间的间距和连接方式；加强温度控制，减小温度变化范围；加强材料性能测试和质量控制，确保部件的承受能力符合要求。
通过这些措施的实施，可以有效减小汽轮机胀差，提高其运行效率和可靠性。
汽轮发电机低压缸胀差大原因分析及处理
汽轮发电机低压缸胀差大原因分析及处理汽轮发电机是一种利用汽轮机转动发电机发电的装置。
汽轮发电机的低压缸胀差是指在使用过程中，低压缸前后缸衬之间的胀差变大，导致压力泄漏增加，功率减弱，工作效率下降的问题。
下面将对汽轮发电机低压缸胀差大的原因进行分析，并提供相应的解决方法。
1.低压缸衬材质问题：低压缸衬材质选择不合适，导致其抗热胀性能不足，容易在工作温度下产生较大胀差。
解决方法是更换高性能的衬套材料，如高温合金。
2.温度控制问题：在汽轮发电机运行中，由于管路、冷却系统等问题，导致低压缸温度控制不良，超过了设计要求，造成衬套过度膨胀，胀差增大。
解决方法是优化冷却系统，确保低压缸温度在可控范围内。
3.衬套密封不良：低压缸衬套与缸体之间的密封不良导致压力泄漏，增加了压力差，使得衬套产生较大胀差。
解决方法是检查并修复衬套密封问题，确保衬套与缸体之间的紧密连接。
4.衬材磨损问题：低压缸衬套长时间使用后，由于磨损、疲劳等原因，失去了原有的密封性能，导致胀差增大。
解决方法是定期检查衬套磨损情况，及时更换磨损严重的衬套，延长发电机使用寿命。
5.运行过程中的振动问题：汽轮发电机在运行过程中受到振动的影响，振动过大会导致低压缸衬套松动，增加了胀差。
解决方法是加强对汽轮发电机的振动监测和控制，有效减小振动对衬套的影响。
综上所述，汽轮发电机低压缸胀差大的原因可能是多方面的，包括材料、温度控制、密封、磨损和振动等问题。
针对这些原因，需要进行相应的处理方法，如更换衬套材料、优化温度控制系统、修复密封问题、定期更换磨损的衬套以及加强振动监测和控制。
通过这些措施，可以有效降低低压缸胀差，提高汽轮发电机的运行效率和使用寿命。
汽轮机的胀差控制
汽轮机的胀差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，造成它们在轴向的膨胀也不一致，即出现相对膨胀。
汽轮机转子与汽缸的相对膨胀通常也称为胀差。
胀差的大小表明了汽轮机轴向消息间隙的变化情况。
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。
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。
转子的相对胀差过大，会使动、静轴向间隙消失而产生摩擦，造成转子弯曲，引起机组振动，甚至出现重大事故。
一、分析胀差时，需考虑的因素：轴封供汽温度和供汽时间的影响：在汽轮机冲转前向轴封供汽时，由于冷态启动时轴封供汽温度高于转子温度，转子局部受热而伸长，出现正胀差，可能出现轴封摩擦现象。
在热态启动时，为防止轴封供汽后出现负值，轴封供汽应选用高温汽源，并且一定要先向轴封供汽，后抽真空。
应尽量缩短冲转前轴封供汽时间。
真空的影响：在升速热机的过程中，真空变化会引起涨差值改变。
认真空降低时，为了保持机组转速不变,必须增加进汽量，摩擦鼓风损失增大，使高压转子受热膨胀，其涨差值随之增加。
认真空进步时，则反之。
使高压转子胀差减少。
但真空高低对中、低压缸通流部分的胀差影响与高压转子相反。
进汽参数影响：当进汽参数发生变化时，首先对转子受热状态发生影响，而对汽缸的影响要滞后一段时间，这样也会引起胀差变化，而且参数变化速度越快，影响越大。
因此，在汽轮机启停过程中，控制蒸汽温度和流量变化速度，就可以达到控制差胀的目的。
汽缸和法兰加热的影响：汽缸水平法兰在升速过程中温度比汽缸要低，阻碍汽缸膨胀，引起胀差增加。
转速影响：泊桑效应也就是汽轮机的轴在转速增加的时候,受到离心力的作用,而变粗,变短.转速减小的时候,而变细,变长滑销系统影响：在运行中，必须加强对汽缸尽对膨胀的监视，防止左右侧膨胀不均以及卡涩造成的消息部分摩擦事故。
汽缸保温顺疏水的影响：汽缸保温不好，会造成汽缸温度分布不均且偏低，从而影响汽缸的充分膨胀，使汽机膨胀差增大；疏水不畅可能造成下缸温度偏低，影响汽缸膨胀，并轻易引起汽缸变形，从而导致相对差胀的改变。
汽轮机轴向位移与胀差增大原因及处理
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)1、汽封供汽抽真空阶段。
(7)2、暖机升速阶段。
(7)3、定速和并列带负荷阶段。
(7)5、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。
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浅议汽轮机胀差形成的原因、危害及控制措施【摘要】对汽轮机在启动很正常运行中常见的胀差产生原因、控制
要点及危害，进行了分析，同时给出了解决方法，对保证汽轮机的安全运行具有一定的作用。
【关键词】汽轮机;胀差;温度;汽缸;转子;摩擦
一、前言
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极其重要的。
在机组启、停机及运行过程中，由于汽轮机转子与汽缸的质量、热膨胀系数和热耗散系数不同，转子的温度比轴承的温度上升得快，如果两者间的热增长差超过汽轮机所允许的间隙公差，就会发生动静部分磨擦，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，必须严格控制好胀差。
二、胀差种类及产生的原因、危害
胀差的产生主要是由于汽轮机汽缸和转子在受热或受冷时他们的传热系数不一样使得在受热或受冷时汽缸受热或受冷膨胀相对于转子不同造成的。
胀差分为正胀差和负胀差，当转子膨胀大于汽缸膨胀的为正胀差，反之为负胀差。
在实际运行中不论产生正胀差还是负胀差都对机组产生影响，为此必须严格控制。
所以胀差是汽轮机的一项重要参数，而胀差在机组正常运行中一般不会出现大的偏差，只有在启机、停机和负荷突然大幅变动的过程中由于对参数的人为控制不当而产生和形成，一旦发生胀差超
限会造成汽轮机级间动静摩擦使振动增大损坏设备，严重时可能打断叶片使设备严重损坏。
当然在正常运行时若出现比如突然出现甩80%负荷等情况时也可能出现胀差超限的情况，这时我们也要严格监视胀差的变化，避免事故的发生。
胀差分为正胀差和负胀差，当转子膨胀大于汽缸膨胀的为正胀差，反之为负胀差。
正负胀差的产生与机组在不同的运行工况有关，启机、升负荷过程中产生的胀差为正胀差，减负荷、停机过程中产生的胀差为负胀差。
产生正胀差的主要因素是: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。
产生负胀差的主要因素是: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、法兰加热装置加热过度。
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)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。
汽轮机启机、停机以及正常运行中出现胀差是不可避免的，问题是怎么控制胀差不得超过运行规程允许值。
由于负胀差的危害大于正胀差，因此对负胀差的上限允许值低于正胀差上限允许值。
三、控制胀差的要点
(1)控制加减负荷速度(根据机组容量大小由运行规程决定)以及汽机主汽温度变化率(一般小于1.5度/分)。
(2)对于带有法兰加热的机组，启动过程中要合理的使用汽缸和法兰螺栓加热装置，当高、中压缸胀差达到一定数值时投入法兰加热装置，并注意调整加热装置的进汽温度和进汽量，以满足加热要求，为了有效的加热法兰，并避免法兰加热过度，应控制加热蒸汽温度高于外壁温度不超过100-120?(一般在80?左右)。
(3)利用汽封供汽控制胀差，汽封供汽对胀差影响的程度，主要取决于供汽时间和供汽温度，供汽时间越长对胀差影响越大，冷态启动时为了不使胀差值过大，应选择温度较低的汽源，并尽量缩短冲转前轴封送汽时间，热态启动时应合理使用高温汽源，防止向轴封供汽后胀差出现负值，在停机过程中，如出现胀差负值，可向汽封送入高压汽源加热转子汽封段，控制转子收缩。
因此胀差在于控制，而不在于消除。
四、小结
(1)汽轮机在运行及开停机过程中产生胀差如果大于设计的数据，对设备会造成损坏。
(2)汽轮机在运行及开停机过程中产生胀差是正常的，并且有时是正胀差、有时是负胀差。
但是必须做到严格控制，尤其要控制负胀差的产生。
(3)在控制胀差过程中，必须针对不同情况产生的胀差采取不同的措施和手段消除。
在机组正常启动、停机和运行过程中，合理地控制蒸汽温升率和温降率，维持再热蒸汽温度在稳定的水平上，就能将汽轮机组胀差控制在安全的范围内。