某厂汽轮机组启动过程中低缸胀差增大的原因分析及调整

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。

低压缸差胀大的原因分析皖马发电有限公司“上大压小”两台机组1、2号660MW超临界机组主汽轮机由上海汽轮机有限公司生产，型式为超临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽、凝汽式，型号为N600-24.2/566/566，其中2号机组于2012年5月8日完成168小时试运转。

2号机组自投产以后，低压缸差胀（测点安装在6号与7号瓦之间）一直正向偏大，特别是每年入冬以后，低压缸差胀长期在+15.0 mm 左右，曾有冬季开机因低压缸差胀大而跳机事件，而同等情况下同型号的1号机组低压缸差胀值只有+13.0 mm左右，尤其在夜间低负荷情况下2号汽轮机的低压缸差胀值有时会超过报警值+15 mm，曾一度接近跳闸限值16mm，严重影响了机组的安全运行。

所谓的差胀，即转子与汽缸的膨差胀值。

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受热膨胀或冷却收缩。

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差胀，转子的膨胀值大于汽缸，其相对膨差胀值称为正差胀，反之，则为负差胀。

该厂2号机组低压缸差胀的保护定值是+16mm 和-1.02mm。

差胀正向限值大于负向限值，主要是因为汽轮机同一级的静叶和动叶的间距小于该级动叶与下一级静叶之间的距离，如果差胀正向增长则说明该级动叶与下一级静叶间的距离在减小，负向增长说明本级内动静间隙在减小，因此，差胀的正向限值要大于负向限值。

我们知道如汽轮机差胀过大，易引起动静部分碰磨，从而导致机组振动上升，危及转子及其叶片的安全，严重影响汽轮机组的安全运行。

所以当发生低压缸差胀过大时要谨慎对待，及时分析查找原因并出台《低压缸差胀大的执行措施》。

原因分析我们知道影响汽轮机差胀的因素通常有以下：（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。

低缸胀差和轴向位移偏大的原因分析和调整方法运行中低缸胀差偏大或轴向位移偏大是常见的缺陷，由于产生原因不清楚，机组不得不降负荷运行，但有时候往往是虚惊一场，较多的是转子冷、热态在缸内的位置不清楚，元件调整和传动试验方法不对，本文以125MW机组为例，阐述它们之间的关系和调整方法,供其它类型机组的专业技术人员参考。

1．与动静间隙的关系1．1低缸胀差与动静间隙的关系低缸胀差传感器装在3号轴承盘车齿轮处，该轴承箱与低压缸没有直接连接，因此，3300表盘上所显示的低缸胀差值应是低压转子的绝对膨胀值。

整根转子的膨胀死点在推力轴承处，低压外缸的膨胀死点在低压缸靠2号轴承前端，低压内缸相对低压外缸的死点在低压进汽中心线处，因此，在热态下，低压内缸除沿进汽中心线向两侧膨胀外，还与低压外缸一起向发电机侧膨胀。

假设以低压缸进汽中心线为参考点则有：转子在该点的膨胀量为低缸差胀（A）的一半。

低压外缸在该点的膨胀值为低压外缸绝对膨胀值（B）的一半，B一般为1~1.2mm。

若取0.5~0.6mm的安全裕量。

设安装间隙为（X0），内缸膨胀量为C则膨胀后的轴向间隙（X）有：X=X0-A/2+B/2-C-0.6正向：低压缸动静碰摩最危险的部位是靠机头前的19、20、21级最小安装间隙为7mm。

中心线距21级约600mm，平均温度按250℃计，低压内缸在21级处与转子反向膨胀约1.5mm，要保证动静部分不发生摩擦就必须使X>0。

X=7-1.5-A/2+1~1.2/2-0.6>0A<10mm时，是安全的。

负向：低压缸动静碰摩最危险的部位是靠电机侧的25、26、27级最小安装间隙为3+0.5mm，在26级处，由于内缸与转子的温差很小，相对胀差可忽略，因此有：X=-（3+0.5）-A/2+1~1.2/2-0.6A<-5mm时，是安全的。

1．2轴向位移与动静间隙的关系轴向位移在正常运行时是一定的，它的显示值与机组的推力间隙和热工测量系统调整时的初始值有关，机组运行后基本不变，只有在推力瓦有磨损时它才发生变化。

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。

汽轮机差胀过大的原因分析及改进措施摘要: 从相对膨胀产生的理论出发, 针对焦作韩电发电有限公司1 号机的实际情况, 分启动和运行 2 个过程, 对汽轮机相对膨胀值大的原因进行了分析, 并介绍了所采取的相应控制措施或注意事项, 以及在实际生产中起到的作用作出了举例证明。

关键词: 相对膨胀; 滑销; 温升率1前言我公司1 号汽轮机型号是C C50-8.83/4。

22/1。

57, 系哈尔宾汽轮机厂生产的双缸、单轴、双抽汽凝汽式汽轮机, 进汽温度535℃, 额定进汽量为224t, 中压额定抽汽量为30吨, 最大抽汽量为60吨。

低压抽汽量为50吨，最大抽汽量为50吨。

该机组投运后, 相对膨胀值及机组转动产生的噪声明显偏大, 特别是在启动过程中, 相对膨胀值超过规定值, 影响开机升速和升负荷时间, 是制约顺利开机的主要因素。

投运初期, 开机时间在10h以上, 开机时间明显偏长。

2控制相对膨胀的重要性金属物件在受热后, 向各个方向膨胀, 高温高压汽轮机从冷态启动到带额定负荷运行, 金属温度的变化很大400～500℃。

因此, 汽缸及汽轮机各部件的轴向、垂直、水平各个方向的尺寸都会因受热明显增大。

汽轮机各部件膨胀量不同, 使得各部件的相对位置发生变化, 其变化量超过汽轮机动静部分的允许间隙后, 动静部件将会发生磨擦, 导致汽轮机损坏, 甚至报废等严重后果。

为了控制汽轮机的动静部分不摩擦, 汽缸的轴向膨胀和汽缸与转子的相对膨胀就成为开机过程中重要的控制指标。

汽轮机在启动暖机过程, 转子以推力轴承机头,1号瓦处为死点向后膨胀, 汽缸以后轴承座中点2 号瓦处为死点向前膨胀, 二者的膨胀差值即为相对膨胀习惯称为胀差。

当转子膨胀值大于汽缸膨胀值时, 相对膨胀为正值, 该值过大时可造成动叶片出口处与下级喷嘴摩擦。

当转子膨胀值小于汽缸膨胀值时, 相对膨胀为负值, 该值过大时可造成动叶片进口处与喷嘴摩擦。

因此, 汽轮机的相对膨胀值的控制相当重要。

机组启动时胀差变化的分析与控制本帖隐藏的内容汽轮机在启停过程中,转子与汽缸的热交换条件不同。

因此,造成他们在轴向的膨胀也不一致,即出现相对膨胀。

相对膨胀通常也称为胀差。

胀差的大小表明了汽轮机轴向动静间隙的变化情况。

监视胀差是机组启停过程中的一项重要任务。

为避免轴向间隙变化而使动静部分发生摩擦,不仅应对胀差进行严格的监视,而且胀差对汽轮机运行的影响应该有足够的认识。

受热后汽缸是从“死点”向机头方向膨胀的,所以,胀差的信号发生器一般安装在汽缸相对基础的“死点”位置。

相对于5#6#机来说,胀差发信器安装在盘车电机下侧三瓦附近的轴承箱座上。

机组的启动按启动前汽轮机金属温度水平分为：冷态启动（金属温度150—180度）温态启动（180度—350度）热态启动（350度—450度）极热态启动（450度以上）。

现仅就常见的冷态启动和热态启动时机组胀差的变化与控制进行简单分析：在机组冷态启动过程中,胀差的变化和对胀差的控制大致分为以下几个阶段：1,汽封供汽抽真空阶段。

从汽封供汽抽真空到转子冲转前胀差值是一直向正方向变化的。

因为在加热或冷却过程中,转子温度升高或降低的速度都要比汽缸快,相应的膨胀或收缩的速度也要比汽缸快。

在我们投入均压箱对汽封供汽时,汽封套受热后向两侧膨胀,对整个汽缸的膨胀影响不大。

而与汽封相对应的转子主轴段受热后则使转子伸长。

汽封供热对转子伸长值的影响是由供汽温度来决定的,但加热时间也有影响。

所以,冷态启动时5#机均压箱的压力不宜过高,一般应保持在0.1MPA以下,而温度则应在200摄氏度左右。

当抽气系统投入并开始抽真空后,如果胀差向正值变化过快,可以采取降低均压箱压力或适当提升凝汽器真空的方法,因为通过提升真空可以减少蒸汽在汽封中的滞留时间。

总体上来说,冷态开机,汽封来汽温度和压力应该低一些,真空应该提升的快一点,在确保安全的前提下尽早达到冲转的条件。

2,暖机升速阶段。

从冲转到定速,胀差基本上继续上升。

汽轮机差胀过大的原因分析及改进措施摘要: 从相对膨胀产生的理论出发, 针对焦作韩电发电有限公司1 号机的实际情况, 分启动和运行 2 个过程, 对汽轮机相对膨胀值大的原因进行了分析, 并介绍了所采取的相应控制措施或注意事项, 以及在实际生产中起到的作用作出了举例证明。

关键词: 相对膨胀; 滑销; 温升率1前言我公司1 号汽轮机型号是C C50-8.83/4。

22/1。

57, 系哈尔宾汽轮机厂生产的双缸、单轴、双抽汽凝汽式汽轮机, 进汽温度535℃, 额定进汽量为224t, 中压额定抽汽量为30吨, 最大抽汽量为60吨。

低压抽汽量为50吨，最大抽汽量为50吨。

该机组投运后, 相对膨胀值及机组转动产生的噪声明显偏大, 特别是在启动过程中, 相对膨胀值超过规定值, 影响开机升速和升负荷时间, 是制约顺利开机的主要因素。

投运初期, 开机时间在10h以上, 开机时间明显偏长。

2控制相对膨胀的重要性金属物件在受热后, 向各个方向膨胀, 高温高压汽轮机从冷态启动到带额定负荷运行, 金属温度的变化很大400～500℃。

因此, 汽缸及汽轮机各部件的轴向、垂直、水平各个方向的尺寸都会因受热明显增大。

汽轮机各部件膨胀量不同, 使得各部件的相对位置发生变化, 其变化量超过汽轮机动静部分的允许间隙后, 动静部件将会发生磨擦, 导致汽轮机损坏, 甚至报废等严重后果。

为了控制汽轮机的动静部分不摩擦, 汽缸的轴向膨胀和汽缸与转子的相对膨胀就成为开机过程中重要的控制指标。

汽轮机在启动暖机过程, 转子以推力轴承机头,1号瓦处为死点向后膨胀, 汽缸以后轴承座中点2 号瓦处为死点向前膨胀, 二者的膨胀差值即为相对膨胀习惯称为胀差。

当转子膨胀值大于汽缸膨胀值时, 相对膨胀为正值, 该值过大时可造成动叶片出口处与下级喷嘴摩擦。

当转子膨胀值小于汽缸膨胀值时, 相对膨胀为负值, 该值过大时可造成动叶片进口处与喷嘴摩擦。

因此, 汽轮机的相对膨胀值的控制相当重要。

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。

汽轮机启动时胀差大的原因胀差是指在汽轮机启动过程中，由于热胀冷缩的不均匀性导致的零部件间的间隙变化。

在汽轮机启动初期，由于机组处于冷态，各个零部件的温度不均匀，热胀冷缩不一致，从而引起胀差现象。

汽轮机启动时胀差大会对机组运行安全和可靠性产生不利影响。

本文将从几个方面探讨汽轮机启动时胀差大的原因。

汽轮机启动时胀差大的原因之一是机组处于冷态，各个零部件的温度差异较大。

在长时间停机后重新启动汽轮机时，由于机组内部温度下降，各个零部件的温度差异较大，导致热胀冷缩不均匀。

例如，汽轮机的叶片、轴承等零部件冷却后会收缩，而轴、壳体等零部件由于处于低温下，胀缩程度较小。

这样就会导致零部件之间的配合间隙变大，出现胀差现象。

汽轮机启动时胀差大的原因还与机组内部的温度分布不均匀有关。

在汽轮机启动初期，由于各个零部件的热容量和传导能力不同，热量分布不均匀。

例如，汽轮机的叶片、轴承等零部件会因为受到高温蒸汽的冲击而迅速升温，而壳体等零部件由于热容量大、传导能力差，升温较慢。

这样就会导致零部件之间的温差较大，引起胀差现象。

汽轮机启动时胀差大的原因还与机组内的热应力有关。

在汽轮机启动过程中，由于温度变化较大，零部件会产生相应的热应力。

例如，汽轮机的叶片由于受到高温蒸汽的冲击，会产生较大的热应力。

而壳体等零部件由于热容量大、传导能力差，温度变化较小，热应力较小。

这样就会导致不同零部件之间的热应力差异较大，引起胀差现象。

汽轮机启动时胀差大的原因还与机组内的材料性质有关。

不同材料的热胀冷缩系数不同，热胀系数大的材料在温度变化时胀缩程度较大，而热胀系数小的材料胀缩程度较小。

在汽轮机启动初期，由于机组内部的温度变化较大，不同材料之间的胀缩程度差异较大，从而引起胀差现象。

汽轮机启动时胀差大的原因主要包括机组处于冷态、机组内部温度分布不均匀、机组内的热应力以及材料性质等因素。

为了减少汽轮机启动时的胀差现象，可以采取一些措施。

例如，在汽轮机启动前可以进行预热，提高机组的温度，减少温度差异；在设计和制造过程中，可以优化零部件的配合间隙，减少胀差现象的发生；在运行过程中，可以合理控制汽轮机的启动速度，减少温度变化的幅度。

2017 年第36卷第3期浙江电力ZHEJIANG ELECTRIC POWER59600 M W机组超临界汽轮机低压缸胀差大的原因分析及处理张振宇\戚梦瑶2(1.国家电投河南电力有限公司平顶山发电分公司，河南平顶山467000;2.中国平煤神马能源化工集团有限责任公司铁路运输处，河南平顶山467000)摘要：某发电厂2台600 MW机组超临界凝汽式汽轮机启动及运行中低压缸胀差时而偏高，甚至超 过汽轮机厂家规定的安全运行值，对此，分析了汽轮机相关参数变化对低压缸胀差的影响，发现造成 低压缸胀差偏大的主要原因是低压轴封供汽温度控制效果差。

通过改造低压轴封供汽温度控制系统，有效降低了汽轮机低压缸胀差，提高了机组的安全性和经济性。

关键词：超临界汽轮机；低压缸；胀差；低压轴封温度中图分类号：TK267 文献标志码：B 文章编号院1007-1881(2017)03-0059-03 Cause Analysis and Treatment of Large Differential Expansion of LP Cylinder in Supercritical Steam Turbine of600 MW UnitsZHA NG Zhenyu1袁QI Mengyao2(1. Pingdingshan Power Generation Branch，SPIC Henan Electric Power Co.，Ltd.，Pingdingshan Henan 467000，China；2. Railway Transport Department，China Pingmei Shenma Energy & Chemical Group Co.，Ltd.，PingdingshanHenan467000，China)Abstract:In a power plant，differential expansion of low pressure cylinder of two 600 MW supercritical con­densing steam turbines during startup and operation was high and sometimes exceeded the safety value speci­fied by the manufacturer. Therefore，the paper analyzes how the relevant parameter variation of the steam tur­bine influences differential expansion of low pressure cylinder. It is detected that the large differential expan­sion of low pressure cylinder results from poor temperature control of low pressure steam supply for shaft seal- ing，by transformation of which differential expansion of low pressure cylinder of steam turbine is greatly re­duced，and safety and economy of the units are improved.Key words:supercritical steam turbine；LP cylinder；differential expansion；LP shaft sealing temperature机组启动加热、停运冷却以及负荷发生变化 时，汽缸和转子会产生热膨胀或冷却收缩，转子 与汽缸之间的相对膨胀差称为胀差。