3. 2. 2由于转子与汽缸的金属材料的不同, 转子的线胀系数大于汽缸的线胀系数, 线胀系数在汽轮机的设计、制造过程中已确定, 故不予讨论。
3. 2. 3滑销系统的影响。当机组的滑销系统受阻时, 汽缸的热膨胀值变化有跳跃式变化或汽缸的膨胀值存在变小的现象。在大修时对滑销系统进行了检查清理, 热膨胀值变小的现象有所好转, 但仍须在开机过程中对汽缸的热膨胀进行监视, 监测有无跳跃式的变化, 以便停机检修时进行处理。
3. 2. 4汽轮机启动过程中, 各抽汽管道能否自由膨胀, 其抽汽管道膨胀的热应力会影响汽缸热自身膨胀的变化。
以上对汽缸膨胀有影响的因素, 有待于大修时予以确证和排除, 以降低运行中相对膨胀值。
3. 3启动阶段相对膨胀值偏大的原因分析及控制
1 号机汽缸和转子可以看成是由很多段组成的, 每段的膨胀差值可由其长度和该段平均温差求出, 而该段末端的相对膨胀值为固定点 推力轴承处 至该处中间各段膨胀差值的代数和。因此, 汽轮机各段的胀差对机组整个相对膨胀各有其影响。
3. 3. 1主汽参数及金属温升率的影响
汽轮机启停过程中, 由于汽缸和转子材料、结构尺寸以及受热条件的不同, 即使是在相同的蒸汽参数下, 两者之间也明显存在温差。
从传热的角度分析:
在金属温度已上升到该段蒸汽相应压力的饱和温度后, 即蒸汽不会发生凝结放热后, 蒸汽对金属的单位时间的放热量Q1 为:
Q1= (t蒸汽-t金属) αA金属 (2 )
式中t蒸汽为该段蒸汽的平均温度;
t金属为金属的平均温度;
α为放热系数;
A金属为金属的受热面积。
金属的单位时间的吸热量Q2 为:
Q2 = m金属cb金属 (3)
式中m金属为金属的质量; c 为金属的比热; b金属为金属的温升速度。
如果不计散热损失, 由Q1 = Q2 , 整理公式 (2 ),(3)得:
b金属=( t蒸汽- t金属) αA金属/(m金属c ) (4)
A金属/m金属称为质面比。
当机组启动升速或加负荷暖机前, 转子和汽缸与蒸汽的温差 (t蒸汽- t金属 )可以视为相等, 但在升速或加负荷暖机过程中, 由于放热系数α和质面比A金属m金属的不同, 转子与汽缸就会产生温差。汽缸的质量大, 接触蒸汽面积小; 转子质量小, 接触蒸汽的面积大, 另外, 转子转动时蒸汽对转子的放热系数比汽缸的要大, 所以转子温度变化快, 转子更接近于蒸汽温度, 因此, 在汽轮机启停和工况变化时, 转子随蒸汽温度的变化膨胀或收缩更为迅速。在每个暖机阶段, 转子温度逐渐升到比较接近周围蒸汽的温度之后, 温升率明显下降, 而汽缸则仍以接近于原来的温升率升高温度。因此经过一段时间后,汽缸与转子的温差缩小, 这样就可以升速或升负荷到下一暖机阶段。
在滑参数启动过程中, 对主汽参数的控制和金属的温升率的控制是防止汽轮机的正胀差值过大的主要手段。要防止蒸汽参数过高, 蒸汽参数过高会引起进汽量少, 暖机不均匀, 使转子加热过快, 汽缸加热相对过慢, 汽缸和转子的温差加大, 使得相对膨胀正值增加过快。
如在 2007年1号机开机, 主汽温度320℃, 压力2.7 MPa 时冲转。主汽温度365℃, 压力3.2 MPa 时并网, 相对膨胀增大至3.0 mm。锅炉蒸汽温度降至350℃时, 相对膨胀回落0.2 mm。
3. 3. 2控制轴封供汽对胀差的影响
高压汽轮机从调节汽室沿前轴封漏出的蒸汽,故前轴封段的转子温度较高, 且在汽轮机轴封处由于蒸汽流速高蒸汽的放热系数也大。再者, 高温高压汽轮机汽封段转子长度较大, 如果有效地降低轴封供汽温度, 对轴封段的正胀差减小是有利的。
轴封供汽有2 种来源: 厂用汽 压力0.89 MPa温度约280℃ 和高除汽平衡汽 压力约为0.5 MPa温度约158℃ 。运行中7 号机一般采用厂用汽作为轴封供汽的热源。在启动过程中, 转子轴封段温升率较快, 膨胀大, 应尽可能采用高除汽平衡汽源, 以低温蒸汽降低转子温升率。
在1 号机开机中, 尽快将高除压力升至正常, 将轴封汽源由厂用汽 280℃ 倒为汽平衡
158℃ 汽源, 对胀差的控制起到了较好的效果。
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