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什么是胀差?

作者:北极星火电人 / 关注公众号:huodianjishu  发布:2019-04-18

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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。
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。
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。
五、汽轮机启动时怎样控制胀差:
1、选择适当的冲转参数。
2、制定适当的升温、升压曲线。
3、及时投汽缸、法兰加热装置,控制各部分金属温差在规定的范围内。
4、控制升速速度及定速暖机时间,带负荷后,根据汽缸温度掌握升负荷速度。
5、冲转暖机时及时调整真空。
6、轴封供汽使用适当,及时进行调整。
7、调整轴承润滑油供油温度。
胀差
1)胀差的定义: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。
2)使胀差向正值增大的主要因素简述如下:
a、启动时暖机时间太短,升速太快或升负荷太快。(意思大概就是暖机不充分,转子和缸体膨胀不均匀吧)
b、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。(这也是热应力的原因引起)
c、滑销系统或轴承台板的滑动性能差,易卡涩。(导致缸体膨胀不顺畅)
d、轴封汽温度过高或轴封供汽量过大,引起轴颈过份伸长。(转子膨胀量过大)
e、机组启动时,进汽压力、温度、流量等参数过高。(相当于转子太热,缸体的膨胀跟不上转子的膨胀)
f、推力轴承磨损,轴向位移增大。(转子蹿动量太大)
g、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。(缸体受冷却,膨胀跟不上转子)
h、双层缸的夹层中流入冷汽(或冷水)。(缸体受冷却,膨胀跟不上转子)
i、胀差指示器零点不准或触点磨损,引起数字偏差。
j、多转子机组,相邻转子胀差变化带来的互相影响。
k、真空变化的影响。
l、转速变化的影响。
m、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。
n、轴承油温太高。
o、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:
a、负荷迅速下降或突然甩负荷。
b、主汽温骤减或启动时的进汽温度低于金属温度。
c、水冲击。
d、汽缸夹、法兰加热装置加热过度。
e、轴封汽温度太低。
f、轴向位移变化。
g、轴承油温太低。
h、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。
i、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。
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