摘要：汽轮机胀差是汽轮机启停及运行时的重要监视参数，它反映了汽轮机转子和汽缸热膨胀量的相对关系。在机组冷态启动过程中常出现汽缸与转子胀差超限问题，针对该问题进行深入研究，准确分析出汽轮机胀差超标的原因并且提出应对措施，以达到缩短机组启动时间，保障汽轮机在启动过程中的安全。
关键词汽轮机；胀差超标；原因分析；应对策略
汽轮机是火力发电厂的一种重要组成设备，它的正常使用直接关系到发电机组的工作效率和发电功率，很大程度上影响着发电厂的经济效益。在使用过程中汽轮机有着比较明显的优势，但随之出现的汽轮机胀差超标问题也对发电厂生产有很大的影响，严重影响了发电厂内系统的运行安全，威胁着工作人员的生命。本文主要对汽轮机胀差超标原因进行分析，并有针对性的做出合理的解决办法，减少此类问题的发生，降低汽轮机出现胀差超标的现象，为发电厂带来高效益。
一、汽轮机胀差的定义及控制胀差的重要性
汽轮机在启动时，转子和汽缸分别以各自的死点为基准膨胀或收缩。相对来说，汽缸的质量大而接触蒸汽面积小，转子质量小而接触蒸汽面积大，而且由于转子转动时，蒸汽对转子的放热系数比对汽缸的要大，因此转子随蒸汽温度的变化膨胀或收缩的速度要快。因此在开始加热时，转子膨胀的数值大于汽缸，汽缸与转子间发生的热膨胀差值称为汽轮机相对胀差。若转子轴向膨胀值大于汽缸，则称为正胀差；反之转子轴向膨胀值小于汽缸称为负胀差。在稳定工况下汽缸和转子的温度趋于稳定值，相对胀差也趋于一个稳定值。机组启动时，由于转子和汽缸温度变化的速度不同，就会产生较大的胀差，即汽轮机动静部分相对轴向间隙发生了较大变化。如果相对胀差超过了规定值，就会使动静间的轴向间隙消失，发生动静磨擦，可能引起机组振动增大，甚至发生叶片损坏、大轴弯曲等严重事故，因此在汽轮机启、停及变工况的过程中必须严密监视并合理控制汽轮机胀差，从而确保汽轮机的安全运行。
二、汽轮机胀差超标的原因分析
2.1启动阶段胀差值超标的原因分析
汽轮机各阶段的胀差都会影响整体胀差，汽轮机在启动和停止过程中，汽轮机的汽缸、转子等材料、结构和受热条件的不同，都会在很大程度上影响蒸汽参数的变化，导致温度不断升高，当达到蒸汽阶段相对压力的饱和温度时，蒸汽就不会出现放热的现象，导致温差较大，从而出现胀差超标的现象。汽轮机内的汽缸和转子相比之下重量较大，具有接触面积小的在进行工作时具有较小的放热系数。相比之下，汽缸温度变化较快，而转子的温度与蒸汽温度差别较小，所以转子随着蒸汽温度的变化能够快速膨胀或收缩，对汽轮机的工作影响较小。在启动阶段，我们为了防止汽轮机的正向胀差值较大一般会控制主缸的参数以及升温率。如果蒸汽参数过高，就会导致进入的蒸汽量减少，造成暖机不均匀，汽缸内各个位置温度不均匀，导致汽缸加热较慢、转子加热过快，这样汽缸和转子之间会有较大温差，从而增大汽轮机胀差超标现象发生。还有暖机时间不足会造成汽缸无法得到充分膨胀，转子和汽缸的膨胀差值偏大。所以在启动阶段严格控制蒸汽参数尤为重要，它能在很大程度上缓解汽轮机胀差超限的问题。
三、汽轮机启动阶段胀差超标的应对策略
3.1汽轮机检修时进行揭缸检查
我们要想减少汽轮机发生胀差超标的现象，首先要从内部进行解决。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我们要制定严格的汽轮机检测维修标准，日常进行检查，在机组检修时进行揭缸检查，查清汽轮机缸内情况，及时的更换零件。缸内的多个零件由于温度的变化会产生较大的轴间距变化，按照相关标准进行检查，如果超过允许的范围进行及时更换。同时要及时更换汽封块，弹簧块等，保证缸内能够正常运行。我们还要检查汽封间隙，减少漏气现象发生，设置符合汽轮机自身的轴封压力，从汽轮机自身内部确保启动过程中不出现问题。
3.2汽轮机在启动时
汽轮机启动从冲转到定速的阶段，汽缸和转子温度受热变化很剧烈，转子的热膨胀大于汽缸的热膨胀，因此胀差表现为正胀差，且呈上升趋势。汽轮机启动过程中，应从以下几点进行重点控制：1、轴封供汽的温度和投入时间的控制，在送轴封供汽时由于转子的汽封被进一步的加热，正胀差随供汽温度的变化而变化。因此轴封供汽汽源的选择以轴封供汽温度与汽缸温度相匹配，在汽轮机冷态启动时尽量选用辅汽联箱供汽（低温汽源）供汽，且应投入轴封减温水，控制轴封供汽温度在其规定的底限温度范围运行。应尽量缩短冲转前轴封供汽时间。一般在冲转前10～15分钟前送轴封供汽.2、汽轮机启动时对蒸汽温度的要求，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，就可以达到控制胀差的目的。应按曲线控制汽温或规程规定：主汽温升速度≥1～1.5℃/min。严禁出现温度大幅度变化。同时必须保证蒸汽的过热度不少于50～80℃.3、启动时必须充分的疏水，因为疏水不畅可能造成下缸温度偏低，影响汽缸膨胀，并容易引起汽缸变形，从而导致相对差胀的改变。采用低压加热器随机启动对抑制胀差也有一定效果，因为正胀差产生的主要原因是汽缸加热慢，而转子加热快，低压加热器随机滑启，能够使下汽缸汽流流动充分，彻底排尽积水，提升了下汽缸的加热速度，使得下汽缸尽快胀出，从而减少了正胀差.4、充分进行高压缸倒暖适当将高压缸暖缸时间提前，当高压缸内部表面温度达到暖缸规定值后，停止倒暖后观察，若缸温下降，则反复进行倒暖，让高压缸进行充分加热.5、汽轮机启动或带低负荷时应注意监视排汽缸温度的变化应及时投入汽缸喷水，保证排汽缸温度不超80℃或按规程中的温度规定控制。在启动过程中当负荷变化时，各级蒸汽流量发生变化，特别是在低负荷的范围内，各级蒸汽温度的变化较大，负荷增长的速度愈快。转子与汽缸受热膨胀的速度因为不一样，从而产生差值，特别是在启动的过程中，表现特别明显.6、并列后汽轮机采用全周进汽，适当降低主汽压力。汽轮机并列后，全开调门，采用全周进汽，使各部分均匀加热。在一定负荷下适当降低主汽压力能够增加汽轮机的进汽量，加快汽缸加热速度。现今大容量机组采用CCS控制，若CCS已经投入，可将滑压偏置设置为负值.7、在汽轮机加负荷的阶段，在汽轮机定速后发电机并网加负荷阶段，由于蒸汽参数的提高，进入汽轮机的蒸汽流量的增大，蒸汽与汽缸，转子之间的热交换加剧，正胀差增加的幅度会加大。其胀差的变化幅度与加负荷的速度成正比关系，因此此阶段应严格控制升负荷的速度。当进入了准稳态区时，正胀差将达到最大值。
【结束语】汽轮机出现胀差超标的原因很多，我们需要应对汽轮机出现的各种问题，在今后的工作中尤其要加强对汽轮机胀差值的监测，出现问题时要及时处理解决。我们在汽轮机开机过程中，尤其要防止胀差超标现象，及时的做出应对措施，缩短开机时间，提高工作效率。我们要对汽轮机胀差超标的影响因素以及应对措施进行深入研究，准备出一套较为完善的解决方案，当今后出现问题时能够及时应对，在日常工作中我们要将汽轮机胀差值控制在合理范围内，保证汽轮机工作的安全可靠，为发电厂带来更高的经济效益。
参考文献：
[1]徐新星。汽轮机胀差超标影响因素与解决方式研究[J]。通信电源技术，2016，33（03）。
[2]陈楠楠。温态启动下1000WM汽轮机胀差变化及控制研究[J]。山东工业技术，2016（17）。
论文作者:崔运动
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：汽轮机论文; 汽缸论文; 转子论文; 温度论文; 蒸汽论文; 差值论文; 标的论文; 《电力设备》2018年第27期论文;