fc50-8.833.82型汽轮机组负胀差超限原因分析及处理

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1、FC50－8.83/535—1.3型汽轮机组负胀差超限原因分析及处理张国洲毋立伦张建波（河南育英置业有限公司永威学校454550）摘要：汽轮机在启停和工况变化时，由于汽缸和转子的温度不同，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，如果相对膨胀超过了规定值，就会使动静间的轴向间隙消失，发生动静间的摩擦，轻则增加了启动时间，降低了经济性；重则引起机组振动、大轴弯曲以及叶片断裂等恶性事故，甚至毁坏整台机组。本文结合该机组的具体情况从胀差测量、热力系统设计、系统运行方式以及运行参数等方面着手，对产生负胀差的原因进

2、行了综合地分析，提出了减小负胀差的解决方案。关键词：汽轮机胀差轴封调节级回热抽汽汽缸转子汽封漏汽励磁机1、简介沁阳长怀/江怀电力有限公司（原河南省沁阳市二电厂）1号、2号机组是由上海汽轮机厂生产的N55－8.83/535型高压单缸、冲动、凝汽式汽轮机，配套上海电机厂QFS-60-2同步发电机。进行热电联产时现改为两台FC50-8.83/535-1.3型汽轮机。在两台机8级隔板后下汽缸中心左右右侧30°角进行打孔，所以具有一级调节抽汽和一级非调节抽汽。汽缸由前汽缸、中汽缸、后汽缸三部分组成，并用垂直法兰联接，前汽缸采用铸

3、钢ZG20CrMoV/SQ-1+7铸件，水平中分面采用高窄法兰结构，用下猫爪型式支撑在前轴承箱上。中压缸为碳素铸钢ZG25-1+7，后汽缸采用ZG25-1铸造结构。转子为整锻加套装轮盘结构，整锻转子材料为30Cr21MoV-5-7，7-11级叶片、12-21级叶片，材料为1Cr13-5和2Cr13-5。转子级数22级，其中单列速度级和21级为压力级组成。该机组有七段抽汽口，抽汽口的位置分别在第2、5、8、11、15、17、19级后。第2级后的抽汽为工业调整抽汽，工业非调整抽汽压力为1.3MPa，由提板式喷嘴组调节。非调

4、整抽汽压力为0.98MPa，在7级后抽出，非调整抽汽压力随工况不同在一定范围内变化。6汽轮机热膨胀死点设在后汽缸处，以横向滑销定位于后座架，在前轴承箱和前汽缸有垂直键和纵向滑键，使汽缸向前热膨胀时保持汽轮机中心不变。转子则以推力轴承定位向后膨胀。汽缸与转子的相对膨胀用相对膨胀指示器测量。相对膨胀指示器装在后汽缸上。该机组在试运期间曾多次出现负胀差超限（厂加规定胀差范围：－1.5mm～＋4mm）磁力断路油门动作而停机，严重影响了机组运行的安全性。在机组升速过程中胀差变化的趋势表现为负胀差逐渐增加，接近或达到极限值。在带负

5、荷过程中，负胀差逐渐转为正胀差而平稳。2、造成负胀差的原因分析2.1、转子与汽缸相对膨胀分析（图一）转子和汽缸的膨胀死点及膨胀方向如（图一）所示，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的面积小，转子的质量小，而接触蒸汽的面积大；而且由于转子在转动的情况下，蒸汽对转子的放热系数大于蒸汽对汽缸的放热系数，使得转子与汽缸间发生热膨胀差值，这个差值就是胀差。胀差指示器并不能准确地反映各级动静间隙的变化，只能指示测点处的胀差值，该机组胀差指示器主要反映的是低压缸处的胀差值。2.2、影响胀差的

6、因素2.2.1轴封供汽温度影响在冷态启动前开始向轴封供汽时，由于供汽温度（约140～180℃6）高于转子温度，转子局部受热引起伸长，会出现正胀差。热态启动时，如果轴封供汽温度低于转子温度，转子被冷却收缩，会出现负胀差，为了防止出现过大负胀差，轴封供汽温度可适当提高。2.2.2真空影响在升速和暖机过程中，真空变化会使胀差值改变。当真空降低时，欲保持机组转速或负荷不变，必须加大进汽量，转子中低压部分摩擦鼓风的热量容易被增加的进汽量带走，因而转子被加热的程度减小，胀差减小。此外真空降低，排汽缸温度上升，也会减小胀差。真空提高

7、，变化过程与上述相反，胀差增加。2.2.3摩擦鼓风热量的影响汽轮机转子的摩擦鼓风损失不仅与动叶片长度成正比，而且还与圆周速度三次方成正比。低压转子的摩擦鼓风损失转变成热量，来加热后汽缸，导致后汽缸温度升高，膨胀量增大，胀差减小。这种影响在小流量工况尤为显著。随着流量增加，转速升高，这种影响逐渐减小。当机组带一定负荷后，蒸汽量已能将摩擦鼓风产生的热量完全带走，其对胀差的影响随之消失。2.2.4进汽参数的影响当进汽参数突然发生变化时，首先对转子受热状况发生影响，对汽缸的影响要滞后一段时间，会引起胀差的变化。蒸汽的温升（或温

8、降）速度大，转子与汽缸的温差也大，引起的胀差变化也大。在启停过程中，控制蒸汽的温升（或温降）速度，也可以达到控制胀差的目的。2.3负胀差原因分析机组冲转期间，对主蒸汽参数、凝汽器真空以及轴封供汽温度进行严格控制，并不能彻底改善负胀差超限的问题，我们将汽缸绝对膨胀量过大特别是后汽缸膨胀过大作为负胀差的主要原因进行了分析：不调整抽汽在