汽轮机胀差问题概述
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。
汽轮机的 胀差
实例：200MW机组负胀差 大的原因和处理
• 现象：5#机组大修后，发现高压缸负胀差增大，-1.5mm，接近 保护动作值，只能维持120MW。并先后掉闸11次，同时发现高 压缸前后漏汽严重，高压缸绝对膨胀为25~26mm。高旁门杆漏 汽严重，而该漏汽进入轴封排汽系统。 • 机组高压缸与轴承箱间工字键温度比其他机组高（235℃,其他机 组为85℃），对工字键吹风降温，高压缸负胀差降为-0.7。 • 轴封加热器排汽口余汽排汽量大于其他机组，入口应为负压，而 现在为0.5MPa。 • 机组串轴值大修前为0.1mm,而现在为0.3mm，说明转子向发动 机侧推移了0.2mm。 • 分析：造成高压缸负胀差大的原因是高压缸前后轴封漏汽严重， 导致汽缸膨胀量增加，工字键温度高，高压缸比正常膨胀值多向 前移动了一定数值，而串轴又将转子向后移动了0.2mm，造成 高压缸出现负胀差。 • 漏汽来源于高旁门杆漏汽，门杆漏汽造成轴封排汽不畅，轴封漏 汽严重，加热了汽缸和工字键。
• 胀差负值大的原因有：负荷下降速度过快或甩 负荷；置加热过度；轴承油温 过低；双层缸夹层中流入高温蒸汽（如进汽管 漏汽）等。
实例：200MW机组正胀差 大的原因和处理
汽缸过大正胀差的排除 • （一）汽缸膨胀不畅原因 • 原因：大功率汽轮机由于高中压转子达几十吨， 而使第二轴承座（中轴承座）摩擦力很大。 • 采用充油台板，充油不及时，油质不合格、台 板毛刺等原因，造成启动过程汽缸膨胀受阻， 出现正胀差。 • 现象：高中压缸膨胀值达不到设计值，轴承座 启动膨胀曲线出现跳跃，甚至有咚咚的响声。
（2）汽缸侧工字键要比轴 承座侧高1.5~0.3mm，这 个值叫预应力。因为高压 缸是上缸猫爪支撑在轴承 座上，下缸吊在上缸上， 当下缸向下位移时，工字 键保持水平。安装时对此 公差未与重视。 当下缸向下位移时，工字 键低头刚度减弱，降低了 推动力的传递，中轴承箱 膨胀受阻。
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。
什么是胀差？胀差变化与哪些因素有关？
（一）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，则热工保护动作使主机脱扣。
（二）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。
（三）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、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。
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。
汽轮机胀差保护的作用_解释说明以及概述
汽轮机胀差保护的作用解释说明以及概述1. 引言1.1 概述汽轮机是一种重要的能量转换设备，广泛应用于电力、化工、钢铁等各个领域。
在汽轮机运行中，胀差问题是一个常见且关键的挑战。
胀差指的是在汽轮机快速启动或负载快速变化时，由于热膨胀和冷缩不均匀引起的叶片与壳体之间的间隙变化。
1.2 文章结构本文旨在详细说明汽轮机胀差保护措施及其作用，并进一步介绍胀差对汽轮机性能和安全性的影响。
文章将分为五个部分进行阐述：引言、汽轮机胀差保护的作用、解释说明汽轮机胀差保护措施、汽轮机胀差保护的效果评估与应用案例分析以及结论与展望。
1.3 目的本文旨在深入了解汽轮机胀差保护技术，明确其作用和意义，并探讨相关措施对汽轮机性能和安全性的影响。
通过对现有研究成果和实际运行案例的归纳和总结，旨在为汽轮机胀差保护提供有效的指导和建议。
此外，本文还将展望未来研究方向和发展趋势，以推动汽轮机胀差保护技术的进一步创新和应用。
2. 汽轮机胀差保护的作用2.1 胀差定义与原理汽轮机胀差是指在高温工况下，由于受热面积变化不均匀引起的部分区域膨胀过快，造成设备失稳或损坏。
它是汽轮机运行过程中常见的问题之一。
根据热力学原理，高温导致轴心线和蒸汽流动发生变化，导致设备失稳并可能引发事故。
2.2 胀差对汽轮机的影响胀差会对汽轮机的性能和安全产生严重影响。
首先，胀差会导致转子不平衡，引发振动和噪音，降低设备可靠性。
其次，在极端情况下，过大的胀差可能会导致叶片与固定部件碰撞，造成设备损坏或事故。
此外，由于胀差使得叶片间隙变小，蒸汽流动速度增加，给汽轮机带来额外的负荷和效率下降。
2.3 胀差保护的需求与重要性鉴于胀差对汽轮机的严重影响，保护汽轮机免受胀差所带来的问题至关重要。
胀差保护措施旨在确保设备在高温条件下正常工作，稳定性和安全性得到保障。
由于胀差是由瞬态温度变化引起的，因此及时采取恰当措施以应对并缓解胀差现象对汽轮机的不利影响非常必要。
为了实现有效的汽轮机胀差保护，需要综合考虑温度控制策略、压力调节手段和控制系统设计与优化等方面的因素。
高背汽轮机胀差控制
高背机组差胀控制一、差胀定义、定位汽轮机转子与汽缸相比较，转子的体积小，并且转子高速旋转与蒸汽热交换强度较大，因此在汽轮机启停过程中，转子温度的升高或降低速度比汽缸快，使得它们在轴向膨胀时出现相对膨胀差，称之为胀差。
当转子的膨胀量大于汽缸的膨胀量时为正胀差，反之称为负胀差。
胀差变化的大小反映了汽轮机内部动、静部分轴向间隙的变化。
因此，在汽轮机日常运行中，尤其在启动和停机过程中，为防止因动、静部分发生摩擦造成设备损坏事故，同时为延长汽轮机的使用寿命，应密切监视机组汽缸胀差的变化，并将其控制在允许范围内。
差胀零位定法: 在汽机全冷态下, 轴向位移零时(推力盘与工作瓦靠紧位臵为轴向位移零位) ,转子位臵定为差胀零位。
这样, 汽机运行中轴向位移变化必然引起差胀的相应变化。
因此, 差胀零位必须在汽机全冷态下, 轴向位移为零时校正。
差胀极限值应结合安装时通流间隙、汽封间隙前后方向最小最大值来确定。
二、影响机组胀差变化的因素1.负荷变化。
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。
负荷增长速度越快,蒸汽的温升速度也越快,直接影响金属表面之间的温差加大。
汽缸和转子的温升速度差别越大,引起正胀差增大的可能性越大。
负荷降低的速度加快,造成正胀差缩小的可能性越大,以至出现负胀差。
如果机组在某一负荷下稳定运行,其胀差随时间增长而减小,最终会稳定在某一状态下。
2.主蒸汽温升。
在机组启动或运行过程中,主蒸汽温度将影响各级蒸汽温度的变化。
主蒸汽温升速度越快,汽缸和转子之间的胀差越大,主蒸汽温降速度越快, 胀差减小越快, 以至出现较大的负胀差。
3.轴封供汽温度。
在机组启动冲转前的一段时间里要向各轴封供汽,以防止空气漏入汽缸。
若轴封供汽温度高于轴封温度,转子的轴封段和轴封体被加热。
由于轴封体嵌装在汽缸的两端,其膨胀对汽缸的轴向长度几乎没有影响,却影响着转子的长度,因而使正胀差加大。
4.摩擦鼓风损失。
核电厂汽轮机膨胀差浅议
核电厂汽轮机膨胀差浅议摘要：借鉴实际经验，主要分析了汽轮机胀差产生的原因，探讨其在运行当中胀差的控制措施，以期对相关工作有所助益。
关键词：转子；膨胀差；滑销；泊桑效应一、汽轮机膨胀差定义蒸汽进入汽轮机后，转子及汽缸均要受热膨胀，由于转子质量相对汽缸较小，温升较快，膨胀比汽缸更为迅速。
转子与汽缸沿轴向膨胀的差值称为胀差。
当汽轮机启动加热或停机冷却以及负荷变化时，汽缸和转子都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，使转子与汽缸之间存在膨胀差。
膨胀差可以分为正胀差和负胀差。
正胀差：在机组启动加热时，转子的膨胀大于汽缸，其相对膨胀差值被称为正胀差。
负胀差：而当汽轮机停机冷却时，转子冷却较快，其收缩亦比汽缸快，产生负胀差。
二、汽轮机膨胀差产生的原因以某核电厂汽轮机共有两个低压缸一个高压缸举例。
在机组加热（或冷却）过程中，转子以推力盘为基准面向两侧自由膨胀。
而汽缸死点在低压2缸纵销和横销中心线的交点上，高压缸、低压1汽缸、低压2汽侧半段缸向汽机端膨胀，低压2缸后段向发电机侧膨胀。
在高压、低压1、低压2汽缸部分，该部分转子向汽机端膨胀。
转动部分和静止部分在运行过程中高压缸（汽端），低压1、2汽缸（汽端）动静部件间隙值减小，而电机端间隙值有所增大。
在低压2缸（电机侧），低压静叶随汽缸向发电机端膨胀，而转子也向发电机端膨胀，由于转子在该部位伸长量较大（沿轴向膨胀尺寸逐渐加大，但由于转子已经处于低温蒸汽区域，其膨胀值相应的较高压转子小，但是绝对值大，产生正胀差。
转子和汽缸膨胀的结果，会使低压静叶和动叶（进汽侧）之间的轴向间隙减小（汽轮机侧），而使本级动叶与下级静叶之间轴向间隙增大，低压缸（发电机侧）动叶与静叶之间的动静间隙值正好相反。
图一、汽轮机胀差示意图三、汽轮机胀差的影响因素汽轮机胀差的影响因素较多，根据机组实际运行状况，概括起来主要有以下点。
学习丨什么是胀差？
学习丨什么是胀差？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。
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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；
（4）根据汽轮机状态，选择合适的升速率和暖机时间；
（5）并网后选择合适的升负荷速率；
（6）控制轴封汽压力正常，轴封汽温度按规程要求控制；
（7）冲转暖机时及时调整真空；
（8）根据缸胀变化趋势采取措施控制差胀。
2、
影响汽轮机胀差变化的原因。
答：
变化的原因为：
(1)主蒸汽、再热蒸汽的温升速度过快，使胀差出现正值增大。
反之；使胀差出现负值增大。
(2)轴封供汽温度高，使胀差出现正值增大。
反之，使胀差应现负值增大。
(3)凝结器真空改变后，在同样转速或负荷下，进汽量发生变化，影响胀差改变。
(4)负荷变化影响胀差变化。
汽机为何要设胀差保护?
汽机在启动、停机及异常工况下，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，达到一定数值时，汽机轴向动静部分相互碰撞产生摩擦，为了避免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一定数值时，保护动作，关闭主汽门或调门，紧急停机。