唐道朋

摘 要：臺(tái)山電廠2號(hào)機(jī)在冷態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中，多次出現(xiàn)汽輪機(jī)高壓脹差大甚至超越設(shè)計(jì)值的現(xiàn)象，當(dāng)高壓脹差超越設(shè)計(jì)值時(shí)，將會(huì)拖延機(jī)組的啟動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)將會(huì)被迫停爐及造成汽輪機(jī)設(shè)備損壞等?，F(xiàn)對(duì)一次高壓脹差增大事件進(jìn)行分析，以總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)、吸取教訓(xùn)。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī);脹差;膨脹;轉(zhuǎn)速

1 本次機(jī)組啟動(dòng)背景

臺(tái)山電廠2號(hào)機(jī)為上汽600 MW亞臨界、一次中間再熱、單軸、四缸四排汽、凝汽式汽輪機(jī)，無(wú)法蘭加熱裝置，設(shè)計(jì)允許的高壓脹差為-5.5～16.5 mm。啟動(dòng)前機(jī)組經(jīng)歷了近一個(gè)月的小修，各測(cè)量裝置與熱控儀表均已按啟動(dòng)要求準(zhǔn)確投入，缸脹在2.58 mm，高壓脹差仍在10.71 mm，檢修后正溫差冷態(tài)啟動(dòng)。

汽輪機(jī)高壓脹差增大事件發(fā)生在汽輪機(jī)2 370 r/min中速暖機(jī)時(shí)，高壓正脹差由啟動(dòng)初期真空建立的10.65 mm增大到15.43 mm。

2 高壓脹差大的危害

脹差數(shù)值是很重要的運(yùn)行參數(shù)，若脹差超限，則熱工保護(hù)動(dòng)作使主機(jī)脫扣。由于汽輪機(jī)靜葉與動(dòng)葉間的間隙比動(dòng)葉與下一級(jí)靜葉間的間隙小得多，因此負(fù)脹差比正脹差更危險(xiǎn)。如脹差趨向負(fù)值，會(huì)引起動(dòng)靜之間的摩擦，造成惡性事故;當(dāng)然正脹差增大到一定程度時(shí)也勢(shì)必造成動(dòng)靜碰磨，嚴(yán)重威脅汽輪機(jī)動(dòng)靜部件安全，所以嚴(yán)格控制正負(fù)脹差值在一定的范圍內(nèi)是非常必要的。

3 啟動(dòng)過(guò)程中影響脹差的因素

（1）主汽、再熱汽溫升（溫降）速度。（2）軸封供汽溫度。（3）汽缸法蘭、螺栓加熱裝置。（4）凝汽器真空。（5）機(jī)組負(fù)溫差啟動(dòng)。（6）脹差指示器零點(diǎn)不準(zhǔn)或觸點(diǎn)磨損。（7）推力軸承磨損，軸向位移增大。（8）汽缸保溫層的保溫效果不佳或保溫層脫落。（9）滑銷(xiāo)系統(tǒng)或軸承臺(tái)板的滑動(dòng)性能差，易卡澀。（10）雙層缸的夾層中流入冷汽（或冷水）。（11）各級(jí)抽汽量變化。（12）軸承油溫太高。

4 汽輪機(jī)脹差大過(guò)程

結(jié)合表1所示的本次啟動(dòng)背景、啟動(dòng)過(guò)程中影響脹差的因素和脹差的實(shí)際反映，認(rèn)為以下幾個(gè)方面是影響本次啟動(dòng)過(guò)程中高壓正脹差增大較快的重要原因。

4.1? ? 軸封供汽的影響

15：00，未抽真空之前，缸脹2.576 mm，高壓脹差10.709 mm。

16：09，軸封暖管，背壓88.37 kPa，缸脹2.545 mm，高壓脹差10.648 mm。

17：06，低壓軸封汽暖至94.35 ℃時(shí)，缸脹2.545 mm，高壓脹差10.643 mm，此時(shí)汽缸略有收縮。

18：33，低壓軸封汽暖至232.92 ℃時(shí)，缸脹2.551 mm，高壓脹差11.526 mm，此時(shí)汽缸開(kāi)始膨脹，而轉(zhuǎn)子仍因被加熱而持續(xù)膨脹。

19：00，低壓軸封汽調(diào)節(jié)至226.86 ℃穩(wěn)定，缸脹2.565 mm，高壓脹差11.721 mm，此時(shí)汽缸與轉(zhuǎn)子均因被加熱而膨脹。

19：59，低壓軸封汽調(diào)節(jié)至229.08 ℃穩(wěn)定，缸脹2.641 mm，高壓脹差11.980 mm，此時(shí)汽缸與轉(zhuǎn)子均因被加熱而膨脹。

23：06，汽輪機(jī)進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)前，從19：00至此時(shí)低壓軸封汽在225～230 ℃較穩(wěn)定，缸脹3.787 mm，高壓脹差11.694 mm，此時(shí)汽缸仍在膨脹，但高壓脹差卻變小。

由以上數(shù)據(jù)可得到如下結(jié)論：在汽輪機(jī)沒(méi)有進(jìn)汽沖轉(zhuǎn)之前，唯一影響到缸脹及脹差的熱源只有低壓軸封供汽，在低壓軸封供汽投入6 h后，汽缸與轉(zhuǎn)子均受到不同程度的加熱而膨脹，且由于汽缸質(zhì)量較大，沒(méi)有達(dá)到膨脹穩(wěn)定，相對(duì)質(zhì)量較小的轉(zhuǎn)子卻在230 ℃的低壓熱源作用下達(dá)到了膨脹穩(wěn)定。

4.2? ? 主再熱汽溫的影響

23：06，爐側(cè)過(guò)熱汽溫362.94 ℃，再熱汽溫349.38 ℃，主汽壓3.83 MPa，鍋爐EF層4支油槍燃油9.59 t/h，汽輪機(jī)開(kāi)始進(jìn)汽，沖轉(zhuǎn)至600 r/min，進(jìn)汽量約15 t/h。

23：57，爐側(cè)過(guò)熱汽溫392.76 ℃，再熱汽溫380.31 ℃，鍋爐EF層4支油槍燃油9.59 t/h，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速已到2 376 r/min，進(jìn)汽量約43 t/h。此刻缸脹4.620 mm，高壓脹差11.750 mm，汽缸與轉(zhuǎn)子均因汽輪機(jī)的大量高溫高壓進(jìn)汽而被加熱膨脹。

次日00：08，爐側(cè)主再熱汽溫仍在持續(xù)上升，過(guò)熱汽溫達(dá)396.40 ℃，再熱汽溫也達(dá)到384.87 ℃，主汽壓5.37 MPa，鍋爐燃油無(wú)變化，仍是EF層4支油槍燃油9.59 t/h，此時(shí)汽輪機(jī)在42.43 t/h蒸汽的作用下轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在2 370 r/min。但此刻汽輪機(jī)金屬在經(jīng)歷了十幾分鐘的延時(shí)之后，膨脹突然增大;00：09時(shí)缸脹4.874 mm，高壓脹差達(dá)到12.152 mm，并且表現(xiàn)出了相當(dāng)大的速率，有明顯的抬頭現(xiàn)象;00：09，撤出1支油槍?zhuān)Ａ?支油槍?zhuān)加涂刂圃?.28 t/h。1 h之后過(guò)熱汽溫由396.40 ℃降到了375.52 ℃（溫降明顯），再熱汽溫由384.87 ℃降到了374.16 ℃，主汽壓也由5.37 MPa降到了4.00 MPa。其間為控制脹差還采用了降低燃油壓力的辦法，將燃油減至7.00 t/h，加大了鍋爐爐水的排補(bǔ)，以降低軸封供汽溫度。

01：09，缸脹6.372 mm，高壓脹差14.417 mm，脹差較大;01：10，繼續(xù)撤出1支油槍?zhuān)藭r(shí)鍋爐僅有2支油槍?zhuān)加蛢H4.82 t/h。

01：55，在爐側(cè)過(guò)熱汽溫降至341.26 ℃，再熱汽溫也降至338.34 ℃后，高壓脹差在15.431 mm并趨于穩(wěn)定。

由以上數(shù)據(jù)可得，汽輪機(jī)在大量蒸汽進(jìn)入并沖轉(zhuǎn)至2 370 r/min后，高壓脹差有了明顯的突增，隨后在保持蒸汽通流量穩(wěn)定的情況下，采用降低蒸汽溫度的辦法，使脹差的上升趨勢(shì)得到了有效抑制。