谈谈机组启动过程中胀差的控制

任学军（中煤龙化化工公司热电分厂，黑龙江 依兰 154854）

谈谈机组启动过程中胀差的控制

任学军
（中煤龙化化工公司热电分厂，黑龙江 依兰 154854）

本文针对中煤龙化化工公司热电分厂的C15-8.83/3.82汽轮机，分析了在启动调试和运行中影响胀差的因素，全面总结在胀差调整方面理论与实践相结合的必要性。

胀差；真空；暖机；温度；动静摩擦

中煤龙化化工公司热电分厂的C15-8.83/3.82汽轮机始建于2005年，在运行初期多次出现胀差接近超限从而被迫停机的事故，经过一段时间的运行总结了一些胀差控制方面的知识。在加热过程中，汽轮机转子与汽缸膨胀量的差值称为汽轮机的相对膨胀也称胀差。当转子大于汽缸的膨胀量为正胀差，反之则为负胀差。

以下对启动时机组的胀差变化与控制进行简单的分析：

其一，在机组抽真空阶段，在冲转前的汽封供汽过程中，胀差的变化一直为正方向。是因为在汽缸和转子的加热过程中，由于转子体积和受热面要比汽缸小得多，所以膨胀要比汽缸快。在我们投入轴封供汽汽源时，对汽缸的加热作用比较小，反而对直接与轴封汽源接触的转子加热比较剧烈，使转子受热膨胀伸长。汽封供汽后转子的伸长值是由供汽温度和供汽时间决定的，所以冷态启动时#4机均压箱的压力不宜过高，一般保持在0.03MPa以下，温度在200℃左右。#4机均压箱设置两个汽源，一路是0.8MPa，300℃的低压蒸汽，另一路是8.83 MPa，525℃的新蒸汽，冷态启动时基本采用的是低压蒸汽，通过除盐减温水来控制蒸汽的温度，轴封供汽时间不要过长，冷态启动时先启动射水泵将真空抽至-0.03MPa左右，再投入均压箱和轴封加热器，当机组抽真空至-0.06 MPa时开始冲转。通常汽缸的重量是转子重量的3～4倍，此时汽缸和蒸汽的接触面积不到转子接触面积的1/5，因此此时的胀差是向正值增大的，总体上来说冷态启机，汽封供汽温度应采用低压蒸汽，真空应提升得快些。

其二，暖机升速阶段，从冲转到定速，胀差基本上是继续上升，启动初期即500r/min时，胀差的变化主要是由轴封供汽的温度和供汽时间决定的，由于这一阶段只是少量蒸汽对汽缸金属对流放热，放热系数小，加热速度极低，蒸汽流量小，高压缸主要是调节级做功，金属的加热也主要在该级范围内，只要进汽温度无剧烈变化，相对胀差上升是均匀的，低速暖机的时间一般在20min左右，只作为摩擦检查和机组转动情况正常即可升速。中速暖机即1 200～1 400r/min暖机必须充分，因为需要防止由于过临界时金属温升率过高造成过快膨胀，降低金属寿命。此时转子的膨胀开始放缓，而由于进汽量的增加，汽缸随着蒸汽的接触面积的增大开始逐渐膨胀出来，此时应注意检查汽缸的金属温度、汽缸的热膨胀，胀差和法兰内外壁温差、法兰螺栓温差，中速暖机时此处的温度会有显著的增加，中速暖机的时间一般在40min左右，中速暖机充分之后，升速时注意适时的迅速通过临界转速，临界转速一般为额定转速的2/3左右，此时可能产生较大的振动，高速暖机即2 500r/min，这时升速过程中进汽量较大，汽缸膨胀较明显的阶段，此时暖机的时间一般控制在30～40min，此时汽缸或法兰内壁温度接近180℃左右，高速暖机后胀差才会有减小的趋势，这主要是因为由于转速升高后泊松效应（即转子高速旋转时大轴在离心力的作用下变粗和变短）。高速暖机要高于临界转速200～250r/min，这样会避免落入临界转速引起振动。对于#4汽轮发电机组来说在冲转时一般采用将调节汽门全开，手动控制旁路门升速的方式，以确保机组全周进汽，达到较高的暖机效果，启动时的蒸汽的压力和温度都要适当的低一些，但一定要有50℃～100℃的过热度，冲转升速率不宜过高一般在100～150r/min左右。在冲转的过程中要密切注意缸温的变化，此时如胀差增长过快，可适当降低真空同时增加进汽量稳定转速，使蒸汽在汽缸中滞留的时间长，暖机彻底。有些情况还会发生由于汽缸本体疏水不彻底而造成缸体膨胀不开影响胀差。所以冲转之前一定要注意将汽缸本体疏水放净。在#4汽轮发电机组启动调试阶段，在启动过程中始终出现胀差过大的故障，#4机的胀差控制范围是+3～-1mm，经过对汽缸膨胀和轴向位移的变化进行对比分析，结论是安装人员将正负位置安反，后来在机组检修时检查发现确实安反了，调换后机组每次启动都得到了良好的控制。在过临界转速时要密切注意机组的振动情况。

其三，在定速、并网带负荷这一过程中，蒸汽参数变化不明显，高速暖机后，当转速从2 800r/min向额定转速提升时应采用调速汽门控制进汽，采用调门来控制转速，因此时调速汽门前汽压将上升到新蒸汽压力，如切换过快，电闸门、自动关闭器、导汽管和调速汽门将受到过于剧烈的加热，电闸门到调速汽门这一段管道从较低压力升至全压时间一般不小于15min，借此控制这一部分管道的金属温升。

在热态、极热态启动时，为防止负胀差的出现，一定要选用较高温度的汽源，而且一定要先投入轴封供汽，后机组抽真空。主蒸汽温度一定要有50℃～100℃的过热度，升速过程除进行必要的听音检查外，应迅速以300～500r/min的速度升至额定转速，机组并网后应迅速将负荷带至启动前的负荷，以防止机组启动带过程受冷，胀差超限从而威胁机组安全。

总地来说，在启动过程中控制好胀差，对汽轮发电机组的安全经济运行有着及其重要的作用，所以控制好胀差是机组安全运行的前提和保障。

［1］ 郭丽红，刘志强.电厂汽轮机运行过程中节能的实现［J］.科技创新与应用，2014，（32）：18-19.

［2］ 廖均利.论发电厂汽轮机常见故障分析与排除［J］.民营科技，2009，（05）：172.

［3］ 冯剑钊，张景伟.电厂汽轮机运行优化措施探讨［J］.科技视界，2015，（12）：11-12.

The Control of Differential Expansion During the Start-up of the Unit

REN Xue-jun
（ZhongmeilongCoal Chemical Company，HeilongjiangYilan 154854，China）

This article in viewof the coal Longhua chemical thermal power plant turbine of C15-8.83/3.82，analysis the influence factors in the debugging and running ofthe differential expansion on the start-up，a comprehensive summary of the necessity of combining theory with practice in the aspects ofadjustment is poor in the expansion.

Differential expansion；Vacuum；Warm-up；Dynamic friction

TM621

A

1674-8646（2015）08-0036-01

2015-06-06