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摘要: 针对近年来国内外大型汽轮机动静磨损事故发生的较为频繁, 设备的损坏事故则更加突出的问题, 结合多年的运行经验, 对通流部分动、静磨损的原因进行了分析, 提出了防止动、静摩擦的技术
措施。
关键词: 汽轮机; 通流部分; 动静磨损
Abstract: based on the large steam turbine action at home and abroad in recent years accident happen more frequently than wear, equipment damage accidents are more prominent, and combining the operation experience for many years, the flow of part of the dynamic and static wear analyzed, the dynamic and static friction to prevent the technology
Measures.
Keywords: steam turbine; The stream part; Action wear
中图分类号：TK26 文献标识码：A文章编号：
1通流部分动、静磨损的原因分析
1. 1动静部套加热或冷却膨胀不均匀
由于高压汽轮机相对于转子来说汽缸质量比较大, 而受热面比较小, 即转子和气缸的质面比相差较大, 在启动过程中转子加热和膨胀速度比汽缸快, 这样产生了膨胀差值, 通常称之为胀差, 如果胀差超过了轴向的动静间隙, 就会在轴向产生动静摩擦。由于上下汽缸散热和保温条件等不同因素, 上下缸也会产生温差, 汽缸法兰内外壁受热条件不同也会产生温差, 这些温差都会使汽缸变形, 变形改变了动静部分的间隙分配, 当间隙大于动静间隙时, 就会产生动静磨檫。
1. 2动静间隙调整不当
在汽轮机启停和运行过程中, 汽缸热应力和热变形以及各受力部件的机械变形, 必然会引起动静间隙的变化。所以就要全面的考慮各种因素的影响,制定出合理的动静间隙, 在安装和检修过程中进行认真的检查和调整, 如果动静间隙调整不当, 就会引起动静摩擦。
1. 3汽缸法兰加热装置使用不当
汽缸法兰加热装置可以减少胀差, 避免动静部分摩擦, 如果加热过度就会使法兰外壁温度高于内壁, 使汽缸产生危险的变形, 而且破坏了胀差的分布规律, 经验证明即使胀差表上所看到胀差指示没有超过允许值, 也会产生严重的动静摩擦。
1. 4受力部件机械变形超过允许值
通流部分的受力部件如隔板叶轮等由于设计刚度不足或在异常工况下运行使工作应力增加都会使这些部套产生过大的变形, 从而造成严重的动静摩擦事故, 这类情况在一些大容量机组上曾多发生。
1. 5部件的松动位移及机组的强烈震动
推力或支承轴承损坏、转子套装部件的松动位移及机组的强烈震动等, 都会引起汽轮机组动静摩擦。
2通流部分磨损所造成的危害
高速运转的汽轮机组, 具有强大的转动力矩, 一旦在动静之间发生了摩擦。就会发生因动静摩擦受热膨胀, 膨胀加强摩擦这种恶性循环, 从而造成严重的损坏, 从过去发生的动静摩擦事故对设备的损坏情况来看主要有以下几方面。
2. 1大轴弯曲
2. 2叶片断裂
一方面表现为直接的冲击折断, 这种情况少见;更多表现在因磨损消弱了强度, 或因铆钉头磨损, 围带飞脱, 破坏了原有的成组连接时的振动频率, 运行中产生共振而脱落。
2. 3叶轮损坏
严重的动静摩擦不但会直接消弱叶轮的强度,还会因摩擦过热引起金相组织变化, 在材料内部造成内应力以致在运行中产生裂纹破坏。
2. 4隔板变形破裂
损毁最严重的往往是铸铁隔板, 磨擦最严重部位通常在结合面附近隔板汽封和静叶的内弧附近。由于局部磨擦过热使隔板产生大量的辐射状裂纹。同时还会产生严重的变形。
2. 5汽封
最常见的情况是汽封片损坏, 磨擦严重时还会使汽封松动, 这是由于磨擦产生的热量造成汽封套膨胀, 汽封套的膨胀又加剧磨擦, 这样恶性循环, 愈演愈烈, 有时会使汽封套融化, 残存的汽封套呈现自内向外喇叭状。
3防止动、静摩擦的技术措施
为了防止汽轮机动静部分发生磨损事故, 针对前面分析的引起动静的原因摩擦的原因采取相应的技术措施, 归纳起来主要应做到以下几点。
3. 1根据机组的结构特点制定措施
运行人员要根据机组的结构特点, 认真分析转子和气缸的膨胀特点和变化规律, 制定出有效的对策, 并熟练地掌握调整和控制差胀的方法。
3. 2根据机组的实际情况和检查结果及时调整动静间隙的合理性，通流部分的间隙, 要根据机组的实际情况和检查结果, 分析鉴定动静间隙的合理性, 必要时对规定值做适当的修改, 使之适应正常运行的需要, 同时要求机组具备差胀调整的必要手段, 如汽封高低温气源的调整、前汽封设有高温气源、发兰加热装置等,以便机组启停、突甩负荷时, 差胀能得到有效的控制。
3. 3加强启动、停机和变工况时对差胀的监视, 注意对差胀的控制和调整，在启停过程中注意保持参数和负荷要平稳, 适当的控制汽封进气温度和排气温度。
3. 4温差不得超限
在机组启停过程中严格控制上下汽缸温度和法兰内外壁温差不得超限, 以防止汽缸变形造成汽轮机动静摩擦。
3. 5注意监视转子的挠曲度
运行人员在启动前和启动过程中严格监视转子挠度指示不得超限不得超限。如没有挠度指示装置的机组, 应设法增加大轴挠度指示表计。机组检修时一定要测量检查大轴的弯曲情况并做好记录。
3. 6严格控制蒸汽参数的变化, 避免锅炉汽包水位及各加热器水位保持高水位运行, 以免发生水冲击损坏推力轴瓦，锅炉汽包及高低加热器满水和减温水调整不当会引起主蒸汽温度变化急剧, 而主蒸汽温度骤降是水冲击的主要象征, 在汽轮机滑参数启停过程中往往由于金属温度低在发生水冲击时看不到汽封、法兰冒白汽。故当主蒸汽温度直线下降50℃( 如在10min 内汽温下降50℃) 时, 即应打闸停机。
3. 7加强对叶片的安全监督, 防止叶片及其连接件的脱落
对新安装或大修的机组最好能在安装前或大修时用平尺检查隔板的变形情况, 并做好记录, 以防止因隔板变形引起动静摩擦。
3. 8控制监视段压力, 不得超过规定值
机组运行中控制监视段压力, 不得超过规定值,以防止隔板等通流部件过负荷、轴向推力过大以及通流部分部件破损等情况发生。
[ 参考文献]
[ 1]电力行业职业技能鉴定指导中心. 汽轮机运行值班员[ S] . 北京: 中国电力出版社, 2009.
[ 2]史月涛, 丁兴武, 盖永光. 汽轮机设备运行 [ S] . 北京: 中国电力出版社, 2008.
措施。
关键词: 汽轮机; 通流部分; 动静磨损
Abstract: based on the large steam turbine action at home and abroad in recent years accident happen more frequently than wear, equipment damage accidents are more prominent, and combining the operation experience for many years, the flow of part of the dynamic and static wear analyzed, the dynamic and static friction to prevent the technology
Measures.
Keywords: steam turbine; The stream part; Action wear
中图分类号：TK26 文献标识码：A文章编号：
1通流部分动、静磨损的原因分析
1. 1动静部套加热或冷却膨胀不均匀
由于高压汽轮机相对于转子来说汽缸质量比较大, 而受热面比较小, 即转子和气缸的质面比相差较大, 在启动过程中转子加热和膨胀速度比汽缸快, 这样产生了膨胀差值, 通常称之为胀差, 如果胀差超过了轴向的动静间隙, 就会在轴向产生动静摩擦。由于上下汽缸散热和保温条件等不同因素, 上下缸也会产生温差, 汽缸法兰内外壁受热条件不同也会产生温差, 这些温差都会使汽缸变形, 变形改变了动静部分的间隙分配, 当间隙大于动静间隙时, 就会产生动静磨檫。
1. 2动静间隙调整不当
在汽轮机启停和运行过程中, 汽缸热应力和热变形以及各受力部件的机械变形, 必然会引起动静间隙的变化。所以就要全面的考慮各种因素的影响,制定出合理的动静间隙, 在安装和检修过程中进行认真的检查和调整, 如果动静间隙调整不当, 就会引起动静摩擦。
1. 3汽缸法兰加热装置使用不当
汽缸法兰加热装置可以减少胀差, 避免动静部分摩擦, 如果加热过度就会使法兰外壁温度高于内壁, 使汽缸产生危险的变形, 而且破坏了胀差的分布规律, 经验证明即使胀差表上所看到胀差指示没有超过允许值, 也会产生严重的动静摩擦。
1. 4受力部件机械变形超过允许值
通流部分的受力部件如隔板叶轮等由于设计刚度不足或在异常工况下运行使工作应力增加都会使这些部套产生过大的变形, 从而造成严重的动静摩擦事故, 这类情况在一些大容量机组上曾多发生。
1. 5部件的松动位移及机组的强烈震动
推力或支承轴承损坏、转子套装部件的松动位移及机组的强烈震动等, 都会引起汽轮机组动静摩擦。
2通流部分磨损所造成的危害
高速运转的汽轮机组, 具有强大的转动力矩, 一旦在动静之间发生了摩擦。就会发生因动静摩擦受热膨胀, 膨胀加强摩擦这种恶性循环, 从而造成严重的损坏, 从过去发生的动静摩擦事故对设备的损坏情况来看主要有以下几方面。
2. 1大轴弯曲
2. 2叶片断裂
一方面表现为直接的冲击折断, 这种情况少见;更多表现在因磨损消弱了强度, 或因铆钉头磨损, 围带飞脱, 破坏了原有的成组连接时的振动频率, 运行中产生共振而脱落。
2. 3叶轮损坏
严重的动静摩擦不但会直接消弱叶轮的强度,还会因摩擦过热引起金相组织变化, 在材料内部造成内应力以致在运行中产生裂纹破坏。
2. 4隔板变形破裂
损毁最严重的往往是铸铁隔板, 磨擦最严重部位通常在结合面附近隔板汽封和静叶的内弧附近。由于局部磨擦过热使隔板产生大量的辐射状裂纹。同时还会产生严重的变形。
2. 5汽封
最常见的情况是汽封片损坏, 磨擦严重时还会使汽封松动, 这是由于磨擦产生的热量造成汽封套膨胀, 汽封套的膨胀又加剧磨擦, 这样恶性循环, 愈演愈烈, 有时会使汽封套融化, 残存的汽封套呈现自内向外喇叭状。
3防止动、静摩擦的技术措施
为了防止汽轮机动静部分发生磨损事故, 针对前面分析的引起动静的原因摩擦的原因采取相应的技术措施, 归纳起来主要应做到以下几点。
3. 1根据机组的结构特点制定措施
运行人员要根据机组的结构特点, 认真分析转子和气缸的膨胀特点和变化规律, 制定出有效的对策, 并熟练地掌握调整和控制差胀的方法。
3. 2根据机组的实际情况和检查结果及时调整动静间隙的合理性，通流部分的间隙, 要根据机组的实际情况和检查结果, 分析鉴定动静间隙的合理性, 必要时对规定值做适当的修改, 使之适应正常运行的需要, 同时要求机组具备差胀调整的必要手段, 如汽封高低温气源的调整、前汽封设有高温气源、发兰加热装置等,以便机组启停、突甩负荷时, 差胀能得到有效的控制。
3. 3加强启动、停机和变工况时对差胀的监视, 注意对差胀的控制和调整，在启停过程中注意保持参数和负荷要平稳, 适当的控制汽封进气温度和排气温度。
3. 4温差不得超限
在机组启停过程中严格控制上下汽缸温度和法兰内外壁温差不得超限, 以防止汽缸变形造成汽轮机动静摩擦。
3. 5注意监视转子的挠曲度
运行人员在启动前和启动过程中严格监视转子挠度指示不得超限不得超限。如没有挠度指示装置的机组, 应设法增加大轴挠度指示表计。机组检修时一定要测量检查大轴的弯曲情况并做好记录。
3. 6严格控制蒸汽参数的变化, 避免锅炉汽包水位及各加热器水位保持高水位运行, 以免发生水冲击损坏推力轴瓦，锅炉汽包及高低加热器满水和减温水调整不当会引起主蒸汽温度变化急剧, 而主蒸汽温度骤降是水冲击的主要象征, 在汽轮机滑参数启停过程中往往由于金属温度低在发生水冲击时看不到汽封、法兰冒白汽。故当主蒸汽温度直线下降50℃( 如在10min 内汽温下降50℃) 时, 即应打闸停机。
3. 7加强对叶片的安全监督, 防止叶片及其连接件的脱落
对新安装或大修的机组最好能在安装前或大修时用平尺检查隔板的变形情况, 并做好记录, 以防止因隔板变形引起动静摩擦。
3. 8控制监视段压力, 不得超过规定值
机组运行中控制监视段压力, 不得超过规定值,以防止隔板等通流部件过负荷、轴向推力过大以及通流部分部件破损等情况发生。
[ 参考文献]
[ 1]电力行业职业技能鉴定指导中心. 汽轮机运行值班员[ S] . 北京: 中国电力出版社, 2009.
[ 2]史月涛, 丁兴武, 盖永光. 汽轮机设备运行 [ S] . 北京: 中国电力出版社, 2008.