文档介绍：汽轮机胀差产生机理及
“质”“量”控制法
高明
(新疆华电红雁池发电有限责任公司)
摘要:结合北京重型电机厂生产的200MW三缸两排汽式汽轮机,阐述了汽轮机胀差产生的机理,分析了高、中、低压缸胀差之间的相互关系,并结合现场实际运行情况量化的分析了各种工况下胀差的变化趋势,并提出了“质”“量”控制法,提出了各种工况下胀差的控制方法,及在长期运行中总结出的注意事项,保证了机组安全可靠的运行。
关键词:胀差产生机理变化关系“质”“量”控制法
概述
汽轮机在启、停过程中,由于转子与汽缸的热交换条件不同,使得它们在膨胀或收缩时出现差别。这些差别称为汽轮机转子与汽缸的相对膨胀差,简称胀差。
转子与汽缸的重量,表面积,结构等各有不同,故它们的质面比也不同。所谓质面比,就是转子或汽缸质量与热交换面积之比,通常以G/F表示之。转子与汽缸比较,转子的质量小,参加热交换的面积大,即质面比小;而汽缸的质量大,参加热交换的面积小,质面比大。在加热和冷却过程中,转子温度的升高或降低比汽缸来得快,也就是说,在加热时转子的膨胀值大于汽缸,在冷却时转子的收缩值也大于汽缸。
监视胀差是机组启停过程中的一项重要任务。为避免轴向间隙变化到危险程度使动静部分发生摩擦,不仅应对胀差进行严格的监视,而且应对各部分胀差对汽轮机正常运行的影响应有足够的认识,为此,本文内容重点介绍胀差的相互关系及其“质”“量”控制。
图1 三缸两排汽汽轮机滑销系统与胀差测点
胀差及滑销系统介绍
为了便于对各胀差及其相互关系进行分析,就必须介绍一下汽缸与转子的膨胀情况和表计的安装位置,下面以北京重型电机厂生产的三缸两排汽200MW机组为例介绍,汽轮机滑销及测点安装详见图l。
高、中压汽缸与基础的固定点设置在中压缸后轴承箱台板上,低压缸与基础的固定点设置在低压缸前部低压缸进汽中心线前2450mm处。转子与汽缸的相对固定点设置在高、中压缸之间的#2轴承箱处,汽轮机受热后汽轮机的高、中压缸带动转子向前移动,转子以相对死点为基础,高压转子向前膨胀,中压转子相后膨胀。低压外缸与低压内缸之间的相对固定点设置在低压进汽中心线上,低压内缸以此点为基准向两边膨胀。高压外缸与高压内缸之间的相对固定点设置在高压进汽中心线上,高压内缸以此点为基准向机头膨胀。
汽缸通过横键相对于基础保持两个固定点(绝对死点)。机组启动时,高、中压缸,前轴承箱,#2轴承箱向前膨胀,低压缸向前、后两个方向膨胀。转子相对汽缸的固定点(相对死点)在#2轴承箱推力轴承处,机组在启动时转子由此点向前后膨胀。
汽轮机相对膨胀测量装置设在:高压缸胀差设在高压缸后部前轴承箱齿型联轴器前,中压缸胀差设在中压缸后部#3轴承箱内中低压转子联轴器前,低压缸胀差设在低压缸后部#5轴承箱内低发转子联轴器前,轴向位移设在#2轴承箱推力盘前,高压缸绝对膨胀表安装在#1轴承箱旁,中压缸绝对膨胀表安装在#2轴承箱旁。
因胀差保护是一个主要保护项目,所以我厂采用进口的涡流探头测量输出电信号供集控室内的仪表显示。
汽缸胀差的零点定位法与轴向位移的零点定位法相同。汽轮机必须在全冷状态下进行,因为对高压汽轮机来讲,汽缸体积庞大,汽缸法兰均很厚重,机组跨距较大,只要汽缸与转子具有温度,就有一定的膨胀量,而且转子的膨胀量(或收缩量)大于汽缸,胀差变化幅度较大,一般在-1~+6