２０１７年第１期（总第１３６期） ＥＮＥＲＧＹ ＡＮＤ ＥＮＥＲＧＹ Ｃ０ＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮ 缸ｉ夏．暑； 钍 ２０１７年１月 汽轮机胀差原理及控制 杜中梁 （山西漳电大唐热电有限公司，山西大同０３７００１） 摘要：借鉴实际经验，主要分析了汽轮机胀差产生的原因，探讨其在运行当中胀差的控制措施，以期对相关工作有 所助益。 关键词：转子；胀差；鼓风效应；泊桑效应 中图分类号：ＴＫ２６４ 文献标识码： Ａ 文章编号： ２０９５—０８０２一（２０１７）０１—０１０８—０２ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｅｘｐａｎｓｉｏｎ Ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ Ｓｔｅａｍ Ｔｕｒｂｉｎｅ ＤＵ Ｚｈｏｎｇｌｉａｎｇ （Ｄａｔａｎｇ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈａｎｇｚｅ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．ｏｆ Ｓｈａｎｘｉ，Ｄａｔｏｎｇ ０３７００１，Ｓｈａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｍａｉｎｌｙ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｄｉｆｅｒｅｎｃｅ ｏｆ ｓｔｅａｍ ｔｕｒ— ｂｉｎｅ，ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｉｔｓ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｂｅ ｈｅｌｐｆｕｌ ｔｏ ｒｅｌａｔｅｄ ｗｏｒｋ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｏｔｏｒ；ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；ｂｌａｓｔ ｅｆｆｅｃｔ；Ｐｏｉｓｓｏｎ Ｓ ｅｆｆｅｃｔ ０引言 汽轮机是发电厂用于发电的重要设备，是发电厂 发电的三大主要设备之一，而胀差是汽轮机运行监控 的一个重要参数，关系着汽轮机能否正常运行，本文 着重介绍了汽轮机胀差产生的原理及日常运行当中胀 差产生的原因，提出相应的控制消除措施。 间间隙要小，负差胀增大级内间隙减小，而级间间隙增 大，所以负胀差过大比正胀差过大更危险。 ２影响汽轮机胀差的因素及控制措施 ２．１产生正胀差的原因及控制措施 １ 汽轮机胀差定义及产生原因 汽缸与转子间发生的热膨胀差值称为汽轮机相对 胀差，汽轮机在启动、负荷调整、参数变化、停机等 情况时，转子和汽缸分别以各自的死点为基准膨胀或 收缩。由于汽缸的质量大而接触蒸汽面积小，转子质 量小而接触蒸汽面积大，而且由于转子转动时，蒸汽 对转子的放热系数比对汽缸的要大，所以转子随蒸汽 温度的膨胀或收缩的速度要比汽缸快，汽缸与转子间 发生的热膨胀差值称为汽轮机相对胀差。若转子轴向 膨胀值大于汽缸，则称为正胀差，反之称为负胀差。 在稳定工况下汽缸和转子的温度趋于稳定值，相 对胀差也趋于一个稳定值。机组启动时，随着进汽量 不断增加，转子和汽缸处于逐渐被加热状态，由于转 子要比汽缸的膨胀速度快，转子膨胀的数值大于汽缸， 所以产生正胀差，汽机停机时，随着进汽量不断减少， 转子和汽缸实际上处于被冷却状态，由于转子和汽缸 的受热特性，转子的冷却收缩速度要比汽缸快，转子 收缩的数值大于汽缸，所以产生负胀差；同样道理， 在升负荷和降负荷时，胀差的变化趋势是和汽机启动、 停机时胀差的变化相似，也就是分别向产生正胀差和 负胀差的方向发展，由于汽轮机设计时级内间隙比级 收稿日期：２０１６—０７—２７ 作者简介：杜中梁，１９８２年生，男，辽宁瓦房店人，２００５年毕业于 辽宁工程技术大学热动专业，工程师。 ・ａ）启动时暖机时间太短，升速太快或升负荷太快。 要求运行人员在启机时，严格监视胀差变化，发现胀 差有变大趋势并接近规定值时，应维持或减小调门开 度，待胀差降至合理范围内，继续升速； ｂ１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。如果在启机或者升 负 时，正胀差有明显增大趋势，可以检查汽缸夹层 （对于双层或多层汽缸来说）或法兰加热装置的温度和 流量，如果温度和流量明显小于规定值，则可以通过 提高加热汽源温度或者增加蒸汽的流量来减小正胀差； Ｃ）滑销系统或轴承台板卡涩，滑动性能差。启动 时或升负荷时，运行人员应就地检查滑销系统和台板 有无卡涩现象，如果发现有卡涩现象，应立即停止操 作，并通知检修进行处理； ｄ）轴封供汽温度过高或供汽量过大，引起转子轴 向过度伸长。观察汽缸膨胀值，如果膨胀值超过规定 值，可适当降低轴封供汽温度或减少轴封的供汽量； ｅ）机组启动时，进汽压力、温度、流量等参数过 高。在汽机启动时，应严格控制汽机进汽压力、温度、 流量等参数在规定范围内； ｆ）推力轴承磨损，轴向位移增大。就地倾听前轴 承箱推力轴承处是否有异响，如果有异响，且轴向位 移增大，则可初步判断推力轴承磨损，应汇报有关部 门，准备停机处理； ｇ）汽缸保温层的保温效果不佳或保温层脱落，冬 季汽机房室温太低或有穿堂冷风。可以根据情况更换 保温层，通过增加汽机房的密封性和增设取暖设施等 １０８・ ２０１７年第１期 杜中梁：汽轮机胀差原理及控制 ２０１７年１月 手段提高汽机房温度； ｈ１双层缸的夹层中流人冷汽（或冷水）。应适当增 加进入汽缸夹层中蒸汽的流量或提高夹层蒸汽温度； ｉ）由于胀差指示器零点不准或触点磨损引起的数 字偏差。运行人员和检修人员需经常对胀差仪器进行 检查和维护； ｉ）多转子机组，相邻转子胀差变化带来的互相影 响。可通过控制汽机进汽流量和速度，使各转子均匀 受热； ｋ）真空变化的影响。由于真空大小和变化，影响 ｈ１在汽机启动时由于某些原因使得转速突然升高， 由于转子在离心力的作用下轴向尺寸缩小，使得负胀 差变化明显。降低启动时转子的升速率，使转子慢慢 升速，使得汽缸的膨胀跟得上转子的膨胀； ｉ１某些高温蒸汽流入汽缸夹层中，可能来自轴封 漏汽、汽加热装置和进汽套管的漏汽等，对此应加强 定期检查工作。 在汽轮机启动时，一般应用蒸汽加热装置来控制 汽缸的膨胀量，而转子主要依靠汽轮机的进汽温度和 流量及轴封汽的汽温和流量来控制膨胀量胀差一般向 机组的进汽量和进汽速度，所以控制真空的大小和变 化能够对胀差产生较大影响，真空高时，机组进汽量 小，对转子的加热速度会放慢，可以减小正胀差； ｌ１转速变化的影响。汽机转子转速升高时，转子 变短、变粗，可以减小正胀差； ｍ）各级抽汽量变化的影响。若某一级抽汽停用， 则停用级的抽汽，全部用来加热转子和汽缸，使得转 子的膨胀速度加快，胀差朝正胀差的方向发展； ｎ１轴承油温过高。应立即检查冷油器工作情况， 如有问题，应立即通知检修处理；如果处于启机状态， 可以维持当前转速，或适当降低转速，如果是正常运 行状态，可以适当减少轴封供汽量、提高真空等都可 以降低轴承温度，达到减小正胀差的目的； ０）“泊桑效应”的影响。机组停机过程中泊桑效 应使得机组的轴颈变短，可以适当降低转速的下降速 度，从而降低泊桑效应对汽机正胀差的影响。 ２．２产生负胀差的原因及控制措施 ａ）负荷迅速下降或突然甩负荷。这两种情况都会 使转子快速冷却，所以容易出现负胀差，在机组正常 操作时，应尽量避免快速降负荷或出现甩负荷的情况； ｂ）主汽温骤减或启动时的进汽温度低于金属温度。 在机组日常调整中，调整好锅炉燃烧，避免锅炉侧主 汽温度快速降低，启动时保证汽机侧蒸汽进汽的温度 达到规定的微过热度时，才开启主汽门、调门进行暖 机、升速； ｃ１水冲击。发生此种情况，应立即打闸停机； ｄ１汽缸夹层、法兰加热装置加热过度。对汽缸夹 层和法兰夹层如果过度加热，汽缸会产生过度膨胀， 导致负胀差增加，所以在日常运行时，要控制好汽缸 夹层和法兰的蒸汽加热温度和流量； ｅ１轴封供汽温度太低。可适当增加轴封供汽量和 降低轴流风机的出力； ｆ１轴向位移的变化。如果转子的轴向位移向减小 的方向发展，那么负胀差会相应增大，可以通过减小 汽缸膨胀，或增加转子膨胀的方法来减小负胀差； ｇ）轴承油温太低。转子处于被冷却状态，可适当 提高主汽温度、增加进汽量，采取使汽缸的膨胀向减 小的方向发展的方法来达到减小负胀差的目的；在保 证冷却水温度处于正常范围的情况下，也可以适当提 高冷却水的温度； 正方向发展；停机时，随着进汽量的减少和转速的降 低，转子冷却收缩的比汽缸要快，所以胀差一般向负 方向发展，在滑参数停机时这种趋势更为明显，必须 采用蒸汽加热装置向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽， 使得汽缸的冷却速度跟得上转子，保证机组负胀差在 合理范围；汽轮机转子停止转动后，负胀差可能会继 续增大，所以机组停运初期运行人员应当严密监视， 必要时可以维持一定温度的轴封蒸汽。 ３结语 通过对汽轮机胀差问题进行的认识与分析，在汽 轮机运行当中，控制胀差在规定的运行范围内，对汽 轮机的正常运行至关重要，这就需要工作者必须理解 胀差产生的原因与相应控制措施。 （责任编辑：季鑫） 妇业 能源知识 恭恭芥芥恭 煤炭分类 按煤的加工方法和质量规格可分为原煤、精煤、粒 级煤、洗选煤和低质煤等五类。ａ１原煤。指从地下或地 下采掘出的毛煤经筛选加工去掉矸石、黄铁矿等后的 煤。煤矿生产出来的未经洗选、未经加工的毛煤也叫原 煤；ｂ）精煤。指经过精选（干选或湿选）后生产出来的， 符合质量要求的产品；ｃ１粒级煤。指煤通过筛选或精选 生产的，粒度下限大于６ ｍｒｎ，灰分小于或等于４０％的 煤。按不同的粒度可分为洗中块、中块、洗混中块、混中 块、洗混块和混块、洗大块和大块、洗特大块和特大块、 洗小块和小块、洗粒煤和粒煤；ｄ１洗选煤。指将原煤经 过洗选和筛选加工后，已除或减少原煤中所含的矸石、 硫分等杂质，并按不同煤种、灰分、热值和粒度分成若 干品种等级的煤。其粒度分级为５０ ｍｍ、２５８ ｍｍ、２０ ｍｍ、１３ ｍｍ、６ ｍｍ以下。洗选煤可分为洗原煤、洗混煤、 混煤、洗混末煤、混末煤等品种。除洗混煤的灰分要求 小于等于３２％９￣，其余均要求小于等于４０％；ｅ）低质煤。 指灰分含量很高的各种煤炭产品。低劣煤用于锅炉燃 烧，不仅经济性差，而且造成燃烧辅助系统和对流受热 面的严重磨损以及维修费用的增加，因为低劣煤灰分比 较大，经济性差，灰分量大，对受热面的冲刷、磨损严重。 ・１０９・
