汽轮机组相对膨胀的分析与对策

疆毪强锦西炼油化工总厂煤代油工程新建两台调整抽汽式汽轮机组CC2588341211，两台机组从2002年10月份开始相继进行整套斌运行。在机组冷态启动、热态启动、运行中T况调节、停机等过程中，均出现相对膨胀值为负值并超出一1ILLM至3MM允许值范围的问题，并因此造成I次紧急故障停机，这一问题一度影响了机组整套试运_T作的进行，也将直接影响整个工程的竣T投产。为突破这个难题，对机组相对膨胀正常变化规律和异常变化进行了分析，探讨并解决了制约机组正常运行的瓶颈问题。汽轮机组相对膨胀的分析与对策王丽云李占海锦西石化分公司辽宁葫芦岛125001【摘要】通过对锦西炼油化工总厂煤代油工程汽轮机组冷态启动、热态启动、运行中工况调节、停机过程中的相对膨胀等变化进行分析与控制，提出了解决问题的对策，较好地解决了两台汽轮机组的相对膨胀异常变化而影响机组安全运行的问题为两台新机组的安全经济运行奠定了基础。【关键词】汽轮机相对膨胀控制对策1汽轮机相对膨胀的正常变化规律11胀差汽轮机启停和_T况变化时，转子和汽缸分别以各自的死点为基准沿轴向膨胀和收缩，转子与汽缸沿轴向膨胀的绝对值之差称为相对膨胀差，简称胀差。若转子轴向膨胀大于汽缸轴向膨胀值，则称为正胀差；反之则称为负胀差。在机组启停和工况变化时，由于汽缸与转子的温度变化不同，产生胀差，这就意味着安装时动静部分的轴向间隙发生了变化，如果相对膨胀差值超过了允许值，就会使轴向间隙消失，发生动静部件问的磨擦，轻则增加了启动王丽云1966一女大学本科，化工机械及设备专业，现任锦西石化分公司机械动力处设备科长。时间，降低了经济性；重则引起机组振动、大轴弯曲以及掉叶片等恶性事故，甚至毁坏机组。因此，在机组启停和工况变化时，要密切监视和控制胀差的变化，是非常重要的，合理的胀差变化是评价启动方式和机组设计质量的重要指标之一。12相对膨胀的变化规律1启动过程中相对膨胀的变化规律汽轮机启动从冲动转子低速暖机、中速暖机到定速带负荷阶段，汽缸、转子的温度变化很剧烈，由于汽缸质量大而接触蒸汽面积小，转子质量小而接触蒸汽面积大，且由于转子在转动的情况下，使得蒸汽对转子放热系数大于蒸汽对汽缸的放热系数，因此转子的轴向膨胀值大于汽缸的轴向膨胀值，亦即出现正胀差，并且胀差值随蒸汽参数和负荷的增加而增大O0。，。石油和化工设备L532甩负荷，热态启动过程中相对膨胀的变化规律汽轮机稳定T况运行时，转子和汽缸的金属温度接近同级的蒸汽温度。当汽轮机甩负荷或停机时，流过汽轮机的蒸汽温度低于金属温度，转子质小与蒸汽接触而积大，所以转子要比汽缸冷却的快，因而出现负胀差。热态启动时，转子、汽缸的金属温度高，若冲转时蒸汽温度偏低，则蒸汽进入汽轮机后对转子和汽缸起冷却作用，同样也会出现负张差。3停机过程中相对膨胀的变化规律汽轮机扣闸停机后的惰走阶段，胀差有不同程度的增大，这是由于打闸后，没有蒸汽进入通流部分，转子鼓风摩擦产生的热量无法被蒸汽带走使转子温度升高；又由于转速降低时，转子受离心力作用逐渐减弱，转子的径长比又回到原来状态，即转子变细、变长。以上两因素使胀差出现正值增大。13影响胀差的主要因素1控制蒸汽的温升温降速度。这是控制胀差的有效办法，因为产生胀差的原因是汽缸与转子存在温差，蒸汽温升速度大，转子与汽缸温差大，引起的胀差也大。F2轴封供汽温度的影响。由于轴封供汽直接与转子接触，所以它的温度直接影响转子的伸缩。高压汽轮机稳定运行时，前轴封漏汽温度很高，相应段转子温度也很高，在热态启动时，如果轴封供汽来自除氧器的低温蒸汽，就造成前轴封段转子的急剧冷却收缩，当收缩量大时，局部负胀差超过允许值时，将导致前几级动静部分的磨541右油和化工设备。擦，这种局部段转子收缩所造成胀差的变化，往往在胀差指示器上反映不出来，有时动静部分已出现磨擦，但胀差指示器却在允许值内。同样汽轮机从高负荷迅速减负荷时及在额定参数停机惰走时，若轴封送人低温蒸汽，也会产生上述同样结果。为此，很多机组轴封供汽除了低温汽源外，还设置了高温汽源，有效地解决了述问题。3凝汽器真空的影响。在汽轮机启动过程中，当机组维持一定的转速或负荷时，可采用改变凝汽器真空的方法调整胀差。当真空降低时，要保持转速或负荷不变，必须增加进汽量，转子受热加快，正胀差增大，但排汽缸温度升高，低压转子段正胀差相应又减小。当真空升高时进汽量减小，正胀差则减小。2两台机组胀差的控制对策21机组运行状态两台机组在热态启动、低负荷段、增负荷调节过程中，均出现负胀差增大，以至接近一1MM至3RAM极限值，造成J次紧急停机。22针对上述问题的对策F1出现负胀差的异常问题的解决办法结合胀差的变化规律和影响因素，综合分析得出，这两台新机组在低负荷段增负荷调节过程中M现负胀差，是由于转子温升膨胀落后于汽缸温升膨胀，对此采取快速增负荷和向后汽封供高温汽源的办法，解决了出现负胀差的异常问题。F2热态启动现负胀差增大的问题的解决办法结合胀差的变化规律和影响因素，综合分析得出，这两台机组在热态启动时，前汽封转子温度在300以上，而除氧器汽源温度在150左右，这样将使前轴封段转子，受到冷却，必然出现负胀差增大。对此采用新蒸汽汽源和除氧器汽源混合后供前后汽封，使混合蒸汽温度控制在350左右，同时保证主蒸汽参数在额定，使胀差控制在正值允许值范内，解决了热态启动出现负胀差增大的问题。3在出现上述负胀差时，如当时凝汽器真空在一87KPA以上，可人为把真空降至一75KPA左右，对减少负胀差很有效果。3结束语通过对汽轮机启动、运行、停止过程中胀差这个重要指标的变化规律、影响因素的分析，结合新建两台机组胀差出现负值增大的异常变化