汽輪機(jī)課程設(shè)計(jì)

汽輪機(jī)設(shè)備及檢修課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)

一、課程設(shè)計(jì)目的和任務(wù)

1．目的

（1）系統(tǒng)地總結(jié)、鞏固并應(yīng)用《汽輪機(jī)設(shè)備及檢修》課程中已學(xué)過(guò)的理論知識(shí)，重點(diǎn)掌握汽輪機(jī)凝汽系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與基本檢修方法及工藝；

（2）通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)汽輪機(jī)的局部檢修過(guò)程作初步了解，培養(yǎng)自己的管理水平；（3）了解不同類型機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及檢修的新工藝、新方法。2．任務(wù)

對(duì)某火電廠汽輪機(jī)凝汽系統(tǒng)進(jìn)行分析，根據(jù)所學(xué)《汽輪機(jī)設(shè)備及檢修》、《熱力發(fā)電廠》等有關(guān)知識(shí)，提出該凝汽設(shè)備的配置，根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行情況，設(shè)計(jì)凝汽系統(tǒng)的檢修方案，并說(shuō)明設(shè)計(jì)依據(jù)。

二、課程設(shè)計(jì)的過(guò)程

課程設(shè)計(jì)過(guò)程分為：選題和資料收集階段、分析和計(jì)劃階段、設(shè)計(jì)（論文）階段、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)寫(xiě)階段，具體內(nèi)容和任務(wù)如下：1．選題和資料收集

根據(jù)課程設(shè)計(jì)提出的任務(wù)，收集相關(guān)資料。

資料包括：某火電廠汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)、凝汽系統(tǒng)基本情況、汽輪機(jī)運(yùn)行規(guī)程等。

2．分析計(jì)劃階段

（1）分析并確定汽輪機(jī)凝汽系統(tǒng)型式、特點(diǎn)；（2）分析并確定檢修方案涉及的內(nèi)容；（3）對(duì)本課程設(shè)計(jì)進(jìn)行合理安排。3．課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)寫(xiě)階段

要求嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，畫(huà)出圖表，編制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，并同時(shí)上交電子文檔和打印件。三、課程設(shè)計(jì)的方式及時(shí)間分配

1．方式

利用課余時(shí)間，通過(guò)查閱相關(guān)參考資料，結(jié)合教師指導(dǎo)，完成課程設(shè)計(jì)任務(wù)。

2．課程設(shè)計(jì)的時(shí)間和進(jìn)程：

課程設(shè)計(jì)規(guī)定時(shí)間：201*.6.3-201*.6.13課程設(shè)計(jì)進(jìn)程：

資料收集及分析計(jì)劃2天設(shè)計(jì)階段7天整理階段2天

四、課程設(shè)計(jì)的課題

汽輪機(jī)凝汽系統(tǒng)檢修方案設(shè)計(jì)

五、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1．在進(jìn)行圖表數(shù)據(jù)查找時(shí)要力求準(zhǔn)確；2．設(shè)計(jì)格式要求規(guī)范；3．如有附圖，應(yīng)規(guī)范、美觀；

4．分析問(wèn)題應(yīng)有理有據(jù)，結(jié)論清晰明了。

六、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

1．檢修目的及要求；2.檢修項(xiàng)目及基本方法；3.檢修工器具及材料備件清單；4.檢修安全措施等內(nèi)容；5.檢修流程圖。

七、在課程設(shè)計(jì)期間需要填寫(xiě)和提交的表格和資料

1．課程設(shè)計(jì)課題及任務(wù)說(shuō)明；2．汽輪機(jī)本體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介；3．汽輪機(jī)凝汽系統(tǒng)簡(jiǎn)介；4．檢修方案；5．設(shè)計(jì)總結(jié)；

7．列出參考書(shū)籍、文獻(xiàn)和資料；8．同時(shí)上交電子文檔和打印件。

附參考資料：

1．《電廠汽輪機(jī)》孫為民主編中國(guó)電力出版社201*2．《熱力發(fā)電廠》楊義波等合編中國(guó)電力出版社201*3．《某電廠主機(jī)、輔機(jī)運(yùn)行規(guī)程》自定

4．《熱力設(shè)備安裝與檢修》李潤(rùn)林主編中國(guó)電力出版社20

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汽輪機(jī)設(shè)備課程設(shè)計(jì)

一、三熱問(wèn)題概述（一）熱應(yīng)力

1、形成：金屬與蒸汽的溫度差使各金屬部件產(chǎn)生膨脹或收縮變形，如果物體的熱變形收

到約束，則在物體內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。

2、變形及應(yīng)力情況：如果物體受熱膨脹受到約束，則物體內(nèi)將產(chǎn)生壓應(yīng)力；如果物體冷卻收縮收到約束，物體內(nèi)將產(chǎn)生拉應(yīng)力。

當(dāng)物體內(nèi)部加熱或冷卻不均勻，溫度分布不均勻時(shí)，物體即使不受到外部約束，其內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力。

高溫區(qū)產(chǎn)生壓應(yīng)力，低溫區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力，

汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和氣缸的熱應(yīng)力主要是由于溫度分布不均引起的。

3、特點(diǎn)：1.熱應(yīng)力隨約束程度的增大而增大。由于材料的線膨脹系數(shù)、彈性模量與泊桑比隨溫度變化而變化，熱應(yīng)力不僅與溫度變化量有關(guān)，而且受初始溫度的影響。2.熱應(yīng)力與零外載相平衡，是由熱變形受約束引起的自平衡應(yīng)力，在溫度高處發(fā)生壓縮，溫度低處發(fā)生拉伸形變。

3.熱應(yīng)力具有自限性，屈服流動(dòng)或高溫蠕變可使熱應(yīng)力降低。對(duì)于塑性材料，熱應(yīng)力不會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件斷裂，但交變熱應(yīng)力有可能導(dǎo)致構(gòu)件發(fā)生疲勞失效或塑性變形累積。

4、影響因素：溫差、受約束、材質(zhì)5、控制原則：

1）汽缸壁的熱應(yīng)力：在汽缸壁厚度和金屬材料一定的情況下，氣缸內(nèi)、外壁表面的熱應(yīng)力與溫差成正比；氣缸冷卻過(guò)快比加熱過(guò)快更危險(xiǎn)；控制汽輪機(jī)金屬的溫升速度是控制熱應(yīng)力的基本方法。

2）螺栓的熱應(yīng)力：?jiǎn)��?dòng)時(shí)螺栓收到的熱應(yīng)力最大。法蘭、螺栓的溫差引起的熱應(yīng)力；螺栓被緊固拉伸時(shí)引起的拉熱應(yīng)力；汽缸內(nèi)部蒸汽壓力對(duì)螺栓產(chǎn)生的拉應(yīng)力。以上三個(gè)熱應(yīng)力之和為螺栓收到的應(yīng)力

3）轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力：在運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子不僅受到離心力的作用，而且也受到熱應(yīng)力的影響。交變應(yīng)力的作用危急轉(zhuǎn)子的壽命。必須注意：汽輪機(jī)每啟停一次，對(duì)轉(zhuǎn)子表面層就交替出現(xiàn)一次熱壓應(yīng)力和熱拉應(yīng)力；若汽輪機(jī)多次啟、停，則交變應(yīng)力多次反復(fù)作用，將會(huì)引起轉(zhuǎn)子表面出現(xiàn)裂紋，這種情況稱之為轉(zhuǎn)子的低頻率疲勞損傷。大機(jī)組結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)改造之后，應(yīng)重視轉(zhuǎn)子的熱應(yīng)力。

6、啟停時(shí)的應(yīng)力情況：汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)的熱應(yīng)力：汽缸內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子外表面產(chǎn)生壓應(yīng)力；

汽缸外壁和轉(zhuǎn)子中心孔產(chǎn)生拉應(yīng)力汽輪機(jī)停機(jī)過(guò)程的熱應(yīng)力：汽缸內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子外表面產(chǎn)生壓應(yīng)力；汽缸外壁和轉(zhuǎn)子中心孔產(chǎn)生拉應(yīng)力

汽輪機(jī)熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)的熱應(yīng)力：在整個(gè)熱態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中，沖轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)入調(diào)節(jié)級(jí)處的蒸汽溫度可能比該處的金屬溫度低，使其先受到冷卻，在轉(zhuǎn)子表面和汽缸內(nèi)表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。隨著轉(zhuǎn)速的升高及接帶負(fù)荷，該處的蒸汽溫度將迅速提高，并高出金屬溫度，轉(zhuǎn)子表面及汽缸內(nèi)壁產(chǎn)生壓應(yīng)力，這樣在整個(gè)熱態(tài)啟動(dòng)過(guò)程中，汽輪機(jī)部件的熱應(yīng)力要經(jīng)歷一個(gè)拉----壓循環(huán)。負(fù)荷變動(dòng)時(shí)的熱應(yīng)力：降負(fù)荷時(shí)，汽缸內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生拉應(yīng)力；增負(fù)荷時(shí)，汽缸內(nèi)壁和轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生壓應(yīng)力汽輪機(jī)從啟動(dòng)、穩(wěn)定工況下運(yùn)行至停機(jī)過(guò)程，轉(zhuǎn)子和汽缸上各點(diǎn)的熱應(yīng)力都要經(jīng)歷一個(gè)拉---

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壓循環(huán)，轉(zhuǎn)子外表面由壓應(yīng)力變?yōu)槔瓚?yīng)力，中心孔面由拉應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力。

7、變形規(guī)律：溫度升高的一側(cè)產(chǎn)生熱壓應(yīng)力，溫度降低的一側(cè)產(chǎn)生熱拉應(yīng)力，簡(jiǎn)述為“熱

壓冷拉”。

（二）熱膨脹

1、概念

相對(duì)脹差：汽輪機(jī)汽缸與轉(zhuǎn)子以同一死點(diǎn)膨脹或收縮時(shí)，其出現(xiàn)的差值稱為相對(duì)膨脹差。正脹差：轉(zhuǎn)子軸向膨脹大于汽缸值。負(fù)脹差：轉(zhuǎn)子軸向膨脹小于汽缸值。

2、形成：汽輪機(jī)在啟停和變負(fù)荷時(shí)，由于各金屬部件處于不穩(wěn)定傳熱過(guò)程中，其加熱和

冷卻速度不同而形成溫差，此時(shí)汽缸和轉(zhuǎn)子的金屬內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生熱膨脹。

3、變形規(guī)律：熱脹冷縮。

4、影響因素：幾何尺寸、金屬材料的線膨脹系數(shù)、汽輪機(jī)通流部分的的熱力過(guò)程及汽缸

各段金屬溫度的變化值、汽輪機(jī)滑銷系統(tǒng)暢通與否、控制蒸汽溫升（溫降）和流量變化速度、軸封供汽的影響、汽缸法蘭、螺栓加熱裝置的影響、凝汽器真空的影響、汽缸保溫和疏水的影響

5、控制原則：控制蒸汽升降溫度及升降負(fù)荷的速度，以保證汽缸和轉(zhuǎn)子的溫差在允許范

圍內(nèi)；合理的使用汽缸和法蘭螺栓加熱裝置；利用軸封供汽控制脹差

6、汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)脹差的變化規(guī)律：簡(jiǎn)述為“熱正冷負(fù)”

1）汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)前，汽缸一般要進(jìn)行預(yù)熱，軸封要供汽，此時(shí)汽輪機(jī)脹差總體表現(xiàn)為正脹差

2）從沖轉(zhuǎn)到定速階段，汽輪機(jī)的正脹差呈上升趨勢(shì)。對(duì)采用中壓缸啟動(dòng)的機(jī)組，則這階段脹差變化主要發(fā)生在中壓缸

3）當(dāng)機(jī)組并網(wǎng)接帶負(fù)荷后，正脹差增加的幅度較大，對(duì)于啟動(dòng)性能較差的機(jī)組，在啟動(dòng)過(guò)程中要完成多次暖機(jī)，以緩解脹差大的矛盾

汽輪機(jī)甩負(fù)荷、停機(jī)、熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)相對(duì)脹差的變化規(guī)律：

1）汽輪機(jī)甩負(fù)荷或停機(jī)時(shí)，流過(guò)汽輪機(jī)通流部分的蒸汽溫度會(huì)低于金屬溫度，轉(zhuǎn)子比汽缸冷卻快，及轉(zhuǎn)子比汽缸收縮的多，因而出現(xiàn)負(fù)脹差

2）熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子汽缸的金屬溫度高，若沖轉(zhuǎn)時(shí)蒸汽溫度偏低，則蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)后對(duì)轉(zhuǎn)子和汽缸起冷卻作用，也會(huì)出現(xiàn)負(fù)脹差，幾乎不可避免的會(huì)出現(xiàn)負(fù)脹差

7、汽輪機(jī)脹差增大的原因：

正脹差值增大的原因有以下幾點(diǎn)：（1）啟動(dòng)時(shí)暖機(jī)時(shí)間太短，升速或加負(fù)荷太快；（2）

滑銷系統(tǒng)或軸承臺(tái)板的滑動(dòng)性能差，容易卡澀；（3）軸封供汽溫度高，供汽量大，引起軸頸過(guò)分伸長(zhǎng)；（4）機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)汽壓力、溫度、流量等參數(shù)過(guò)高；（5）推力軸承磨損，引起軸向位移增大；（6）汽缸保溫層保溫效果不佳或保溫層脫落；在寒冷的冬季汽機(jī)房室內(nèi)溫度太低或有穿堂冷風(fēng)；（7）脹差指示器零點(diǎn)不準(zhǔn)或觸點(diǎn)磨損，引起數(shù)字偏差；（8）真空低、軸承油溫過(guò)高；（9）各級(jí)抽汽量變化影響；轉(zhuǎn)子磨擦鼓風(fēng)損失；泊桑交效應(yīng)。負(fù)脹差值增大的原因有：（1）負(fù)荷突然下降或機(jī)組突然甩負(fù)荷；（2）主汽漫度驟然降低或啟動(dòng)時(shí)進(jìn)汽溫度低于金屬溫度；（3）由于各種原因引起的水沖擊；（4）軸封供汽溫度太低，流量太小；（5）軸向位移變化；（6）機(jī)組啟動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速突然升高，由于泊桑效應(yīng)負(fù)脹差變化明顯；（7）油溫太低；（8）轉(zhuǎn)子停止過(guò)程中過(guò)早停止軸封供汽；（9）排汽溫度升高。

8、汽缸和轉(zhuǎn)子的熱膨脹危害：汽輪機(jī)在啟停和變工況時(shí)，設(shè)備零部件存在溫差，產(chǎn)生

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熱應(yīng)力，引起熱膨脹，改變了常溫下零部件位置。由于各部件幾何尺寸及材質(zhì)的不同，其熱膨脹也不相同，造成各動(dòng)靜部分間隙變化，危害汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。

9、汽缸變形示意圖：

10、脹差的控制：

啟動(dòng)時(shí)的控制：機(jī)組啟動(dòng)一般都采用額定參數(shù)啟動(dòng)，冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，可通過(guò)控制均壓箱溫度

（軸封供汽溫度）和壓力的辦法來(lái)控制轉(zhuǎn)子和汽缸的脹差。應(yīng)嚴(yán)格控制升速暖機(jī)時(shí)間，啟動(dòng)中有可能出現(xiàn)脹差過(guò)大現(xiàn)象，此時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)軸封供汽參數(shù)，使機(jī)組在穩(wěn)定轉(zhuǎn)速或穩(wěn)定負(fù)荷下停留暖機(jī)，同時(shí)可采取調(diào)整凝汽器真空方法來(lái)控制脹差，我們可以適當(dāng)降低真空，減少正脹差的發(fā)展。通過(guò)后汽缸的噴水降溫控制排汽缸溫度來(lái)減小正脹差，同時(shí)機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中，為了減少正脹差發(fā)展，當(dāng)調(diào)節(jié)級(jí)下缸內(nèi)壁溫度達(dá)到350度左右時(shí)，可關(guān)小或關(guān)閉本體疏水，在啟動(dòng)過(guò)程中還可以調(diào)整前軸封漏汽至6段抽汽電動(dòng)門來(lái)控制正脹差的增大。熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，新蒸汽溫度應(yīng)高于汽缸最高金屬溫度50100度，并有50度的過(guò)熱度，可以保證新蒸汽經(jīng)調(diào)門節(jié)流，導(dǎo)汽管散熱和調(diào)節(jié)級(jí)噴嘴膨脹后，蒸汽溫度仍不低于汽缸金屬溫度，防止蒸汽溫度過(guò)低，轉(zhuǎn)子突然冷卻而產(chǎn)生急劇收縮，出現(xiàn)負(fù)脹差增大現(xiàn)象。還應(yīng)注意軸封汽源溫度防止轉(zhuǎn)子受冷卻。所以熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)應(yīng)先向軸封供汽后抽真空，以避免大量冷空氣從軸封處漏入而出現(xiàn)局部較大的負(fù)脹差。

停機(jī)過(guò)程中的控制：隨著負(fù)荷、轉(zhuǎn)速的降低，轉(zhuǎn)子冷卻比汽缸快，所以脹差一般向負(fù)方

向發(fā)展，特別是滑參數(shù)停機(jī)時(shí)更為嚴(yán)重，額定參數(shù)停機(jī)，要及時(shí)開(kāi)啟本體疏水及有關(guān)疏水。轉(zhuǎn)子停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，負(fù)脹差可能更加發(fā)展，應(yīng)維持一定溫度的軸封蒸汽，真空到零后方可停止向軸封供汽。切記要關(guān)閉均壓箱進(jìn)汽門和旁路門，開(kāi)啟均壓箱疏水門，防止有蒸汽漏入軸封系統(tǒng)。總之，汽輪機(jī)啟停及運(yùn)行工況變動(dòng)時(shí)受熱應(yīng)力、熱變形、振動(dòng)和脹差等因素限制，要保證汽輪機(jī)安全運(yùn)行，必須抓好每一個(gè)環(huán)節(jié)，并且有機(jī)的聯(lián)系起來(lái)，研究脹差，就是為了發(fā)現(xiàn)機(jī)組啟停及工況變化時(shí)脹差的變化規(guī)律，并采取措施，使脹差維持在正常范圍，減少機(jī)組啟停過(guò)程的消耗，這對(duì)保證汽輪機(jī)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有重要意義。

（三）熱變形

1、形成：由于溫度的變化引起物體的變形稱之為熱變形2、上、下缸溫差引起的變形

（1）上、下缸產(chǎn)生溫差的原因：

1）下缸散熱面積大且布置有回?zé)岢槠�管道和疏水管道�?/p>

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2）在汽缸內(nèi)熱蒸汽上升，而經(jīng)汽缸金屬壁冷卻后的凝結(jié)水流至下缸形成較厚的水膜，使下缸受熱條件惡化，且疏水不良時(shí)更差；

3）一般情況下，下汽缸的保溫不如上缸，且下汽缸的保溫材料容易因機(jī)組振動(dòng)而脫落；4）下汽缸置于溫度較低的運(yùn)行平臺(tái)以下并造成空氣對(duì)流，使上下汽缸的冷卻條件不同而產(chǎn)生溫度差。

（2）危害：由于汽缸產(chǎn)生熱翹曲變形，使汽輪機(jī)下部動(dòng)靜間隙減小，同時(shí)隔板和葉輪也

將偏離正常情況所處的垂直平面，從而使動(dòng)靜部件軸向間隙也發(fā)生變化，超過(guò)允許范圍將會(huì)發(fā)生動(dòng)靜摩擦。上下缸溫差過(guò)大除了引起汽缸熱翹曲變形外，還會(huì)引起大軸彎曲。

（3）控制原則：

1）必須控制蒸汽溫升率；

2）盡可能使高壓加熱器隨汽輪機(jī)一起啟動(dòng)投入；3）保持疏水通暢；

4）下汽缸采用較好的保溫結(jié)構(gòu)并選用幼稚保溫材料；5）在下汽缸可加裝擋風(fēng)板，以減少空氣對(duì)流。

3、汽缸內(nèi)外壁和法蘭內(nèi)外壁溫差引起的熱變形

（1）產(chǎn)生變形的根本原因：汽缸、法蘭內(nèi)外壁溫差過(guò)大

4、汽缸的熱翹曲

在啟停過(guò)程中上下汽缸存在溫差，上缸溫度高于下缸溫度。上汽缸溫度高、熱膨脹大，下汽缸溫度低，熱膨脹小，引起汽缸向上拱起，又稱“拱背”變形。

危害：汽缸的熱翹曲過(guò)大，會(huì)引起動(dòng)靜不分摩擦。垂直膨脹會(huì)使法蘭結(jié)合面局部發(fā)生塑性

變形，當(dāng)法蘭螺栓負(fù)荷卸去后，上下結(jié)合面便出現(xiàn)內(nèi)外張口，造成法蘭結(jié)合面漏汽。在法蘭內(nèi)壁溫度高于外壁溫度時(shí)，內(nèi)壁金屬的垂直膨脹增加了法蘭結(jié)合面的熱壓應(yīng)力，如果此熱壓應(yīng)力超過(guò)材料的屈服極限，金屬就會(huì)產(chǎn)生塑性變形，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致螺栓被拉斷或螺帽結(jié)合面被壓壞。

運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：法蘭內(nèi)外壁溫差的極限不應(yīng)大于100℃（在沒(méi)有法蘭螺栓加熱裝置時(shí)）

措施：為減少汽缸熱翹曲，可采用下缸加厚保溫層或是加裝在下缸底部的電熱裝置、采用

法蘭螺栓加熱裝置等

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汽缸的熱翹曲如圖所示：

5、轉(zhuǎn)子的熱彎曲（1）引起原因：

1）、啟停時(shí)上下缸溫差大，啟盤車裝置過(guò)晚或停過(guò)早，使轉(zhuǎn)子局部過(guò)熱，產(chǎn)生彎曲；2）、處于熱態(tài)的機(jī)組，汽缸內(nèi)進(jìn)冷汽、冷水，使轉(zhuǎn)子上下出現(xiàn)過(guò)大溫差，產(chǎn)生的熱應(yīng)力超過(guò)屈服極限，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子彎曲，

6、變形規(guī)律：溫度高的一側(cè)向外凸，溫度低的一側(cè)向內(nèi)凹進(jìn)，即“熱凸冷凹”。汽缸內(nèi)法蘭內(nèi)外壁溫差引起的熱變形：法蘭內(nèi)壁溫度高于外壁溫度，法蘭內(nèi)壁金屬伸長(zhǎng)較多，這時(shí)法蘭在水平面內(nèi)產(chǎn)生熱變形（熱翹曲）

（四）、典型汽輪機(jī)熱膨脹的方向和汽機(jī)脹差分析

1、汽缸沿橫向的膨脹

若調(diào)節(jié)級(jí)汽室外左右兩側(cè)法蘭的溫差控制好，就能使汽缸橫向膨脹均勻，否則，汽缸將產(chǎn)生中心偏移。為保證汽缸左右膨脹均勻，規(guī)定主蒸汽和再熱蒸汽兩側(cè)汽溫差不應(yīng)超過(guò)28℃

2、汽缸沿軸向的膨脹

對(duì)于法蘭比汽缸壁薄的機(jī)組，汽缸沿軸向的膨脹量取決于汽缸各段平均溫升

對(duì)于法蘭比汽缸壁厚的機(jī)組，汽缸沿軸向的膨脹量取決于法蘭各段平均溫升正常運(yùn)行時(shí)，通常選擇調(diào)節(jié)級(jí)區(qū)段的法蘭內(nèi)壁溫度作為汽缸縱向膨脹的監(jiān)視點(diǎn)，只要監(jiān)視點(diǎn)溫度在適當(dāng)范圍內(nèi)，就能保證汽缸的熱膨脹在允許范圍內(nèi)。對(duì)高參數(shù)大容量汽輪機(jī)，其法蘭厚遠(yuǎn)大于汽缸壁厚，汽缸的膨脹量會(huì)受到法蘭膨脹量的限制；在啟動(dòng)過(guò)程中，為使汽缸得到充分膨脹，應(yīng)該投入法蘭加熱裝置，并把汽缸和法蘭的溫差控制在允許的范圍內(nèi)

3、轉(zhuǎn)子的熱膨脹

隨著機(jī)組容量的提高，轉(zhuǎn)子的軸向長(zhǎng)度增加，轉(zhuǎn)子的軸向膨脹量較大，在運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)子膨脹量的監(jiān)控，以防止卡澀和動(dòng)靜部分磨損

4、根據(jù)運(yùn)行實(shí)踐，在帶負(fù)荷階段，減小脹差的主要途徑：

a.

按滑參數(shù)啟動(dòng)曲線的要求，控制溫升速度，避免過(guò)大的波動(dòng)

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b.發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，要緩慢開(kāi)大調(diào)速汽閥c.

必要時(shí)可關(guān)小調(diào)速汽閥或降低主蒸汽溫度，延長(zhǎng)暖機(jī)時(shí)間。調(diào)速汽閥節(jié)流后進(jìn)汽量減少，可降低調(diào)節(jié)級(jí)溫度及各級(jí)溫度，使轉(zhuǎn)子的膨脹速度得到緩和d.使高壓缸在盤車狀態(tài)下預(yù)先加熱，使得沖轉(zhuǎn)時(shí)的脹差比較小，在冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)也可采取人

為供汽預(yù)熱汽缸這一方法

二、汽輪機(jī)本體設(shè)備介紹

汽輪機(jī)本體由轉(zhuǎn)動(dòng)部分及靜止部分組成。

（一）轉(zhuǎn)動(dòng)部分：稱為轉(zhuǎn)子，主要部件：動(dòng)葉片，主軸、葉輪（反動(dòng)式汽輪機(jī)為轉(zhuǎn)鼓）、

聯(lián)軸器等

（二）靜止部分：稱為靜子，主要部件：汽缸、隔板、軸承、汽封等

1、動(dòng)葉片

作用：是蒸汽動(dòng)能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)子機(jī)械能的重要部件組成：葉型、葉根、葉頂

2、轉(zhuǎn)子

作用：匯集各級(jí)動(dòng)葉柵所得到的機(jī)械能并傳給發(fā)電機(jī)

分類：輪式轉(zhuǎn)子、鼓式轉(zhuǎn)子。輪式轉(zhuǎn)子可分為整鍛式、套裝式、組合式、焊接式；主要零部件：葉輪、聯(lián)軸器、

３、汽缸

作用：ａ、將進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽與大氣隔開(kāi)，形成蒸汽能量轉(zhuǎn)換的封閉汽室

ｂ、汽缸內(nèi)部安裝著隔板和隔板套（反動(dòng)式汽輪機(jī)中分別稱為靜葉環(huán)和靜葉持環(huán)）汽封等部件，外部與進(jìn)汽、排汽及抽汽管道相連接，因此還起著支撐的作用。受力情況：ａ、承受本身和裝在其內(nèi)部的零部件的重量及內(nèi)外壓差產(chǎn)生的作用力ｂ、承受由于沿汽缸軸向和徑向溫度分布不均而產(chǎn)生的熱應(yīng)力ｃ、隔板前后壓差產(chǎn)生的作用力ｄ、蒸汽通過(guò)噴管時(shí)的反作用力

結(jié)構(gòu)：（高、中壓缸）、（低壓缸）、（進(jìn)汽部分）、（汽缸法蘭、螺栓加熱裝置）

支承：ａ、高、中壓缸的支承－－采用貓爪支承。貓爪支承分為上缸貓爪支承和下缸貓爪支承

ｂ、低壓缸支承－－采用臺(tái)板支承

滑銷系統(tǒng)：橫銷、縱銷、立銷、角銷、貓爪銷

４、隔板

作用：用來(lái)固定靜葉片，并將汽缸內(nèi)分隔成若干個(gè)汽室。

５、隔板套（靜葉持環(huán)）

特點(diǎn)：采用隔板套可以簡(jiǎn)化汽缸結(jié)構(gòu)，減小汽輪機(jī)軸向尺寸，有利于汽缸的通用，便于抽汽缸的布置，還使機(jī)組啟、停及負(fù)荷變化過(guò)程中，汽缸的熱膨脹比較均勻，減小了熱應(yīng)力和熱變形。但隔板套的采用會(huì)增加汽缸的徑向尺寸，使水平法蘭厚度增加，延長(zhǎng)了汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)間。

６、汽封

作用：在汽輪機(jī)的相應(yīng)部位設(shè)置汽封，減小了漏氣損失，增加汽輪機(jī)效率分類：根據(jù)裝設(shè)部位：軸端汽封、隔板汽封、通流部分汽封根據(jù)定位方式：固定汽封、可動(dòng)汽封

根據(jù)結(jié)構(gòu)形式：碳精式汽封、水封式汽封、曲徑式汽封

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結(jié)構(gòu)：（采用曲徑式汽封）主要形式有：梳齒形、Ｊ型、縱樹(shù)形

７、盤車裝置

定義：在汽輪機(jī)不進(jìn)蒸汽時(shí)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的設(shè)備

作用：ａ、在汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)前和停機(jī)后使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)，以避免轉(zhuǎn)子受熱和冷卻不均而產(chǎn)生熱彎曲ｂ、啟動(dòng)前盤動(dòng)轉(zhuǎn)子，可以檢查動(dòng)靜部件間是否有摩擦、潤(rùn)滑油系統(tǒng)工作是否正常及主軸彎曲是否過(guò)大等，用來(lái)檢查汽輪機(jī)是否具備啟動(dòng)條件分類：按盤車轉(zhuǎn)速高低：高速盤車（ｒ＝４０～７０ｒ／ｍｉｎ）、低速盤車（ｒ＝２～４ｒ／ｍｉｎ）

按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有螺旋軸的電動(dòng)盤車、具有齒輪的電動(dòng)盤車、具有鏈輪－蝸輪蝸桿的電動(dòng)盤車

８、軸承

分類：推力軸承、支持軸承

作用：Ａ、支持軸承作用：承擔(dān)轉(zhuǎn)子的重量及轉(zhuǎn)子不平衡質(zhì)量產(chǎn)生的離心力，并確定轉(zhuǎn)子的徑向位置，保證轉(zhuǎn)子中心與氣缸中心一致，以保持轉(zhuǎn)子與靜止部分間正確的徑向間隙

Ｂ、推力軸承的作用：承受轉(zhuǎn)子上未平衡的軸向推力，并確定轉(zhuǎn)子的軸向位置，以保證

動(dòng)、靜部分間正確的軸向間隙

９、油膜振蕩

定義：滑動(dòng)軸承工作時(shí)，軸頸支承在油膜上高速旋轉(zhuǎn)，在一定條件下，幽默反過(guò)來(lái)激勵(lì)軸頸使軸頸產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)的現(xiàn)象

危害：發(fā)生油膜振蕩時(shí)軸頸振幅很大，會(huì)引起軸承油膜破裂、軸頸與軸瓦碰撞甚至損壞。另外，因其振動(dòng)頻率剛好等于轉(zhuǎn)子的第一臨界轉(zhuǎn)速，成為轉(zhuǎn)子的共振激發(fā)力，使轉(zhuǎn)子發(fā)生共振，可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸損壞。

如圖所示：

轉(zhuǎn)速升高到A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的值時(shí)，軸頸開(kāi)始失去穩(wěn)定，因此A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速稱為失穩(wěn)轉(zhuǎn)速；A點(diǎn)至A2點(diǎn)間，軸頸中心發(fā)生頻率等于當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)速的一半的小振動(dòng)，稱為半速渦動(dòng)；A2點(diǎn)以后，軸頸中心發(fā)生頻率等于轉(zhuǎn)速的大振動(dòng)，稱為油膜振蕩；

當(dāng)油膜振蕩發(fā)生后，在交大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，渦動(dòng)頻率將保持等于第一臨界轉(zhuǎn)速，振幅也

將始終保持在共振狀態(tài)下的大振幅，這種現(xiàn)象稱為油膜振蕩的慣性效應(yīng)。

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防止和消除油膜振蕩的基本方法：提高轉(zhuǎn)子的第一臨界轉(zhuǎn)速和失穩(wěn)轉(zhuǎn)速

三、汽輪機(jī)部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)三熱控制考慮

１、軸向推力

組成：作用在動(dòng)葉片上的軸向推力、作用在葉輪輪面上的軸向推力、作用在輪轂上或轉(zhuǎn)子

凸肩上的軸向推力、作用在軸封土建上的軸向推力危害：引起動(dòng)靜間摩擦、造成設(shè)備損壞、機(jī)組振動(dòng)等

軸向推力平衡的目的：減小軸向推力，使其符合推力軸承長(zhǎng)期安全的承載能力多級(jí)汽輪機(jī)軸向推力的平衡方法：a、設(shè)置平衡活塞

b、采用具有平衡孔的葉輪c、采用相反流動(dòng)的裝置d、采用推力軸承

2、機(jī)組振動(dòng)

危害：a、使轉(zhuǎn)動(dòng)部件損壞b、使連接部件松動(dòng)

C、使機(jī)組動(dòng)、靜部分摩擦

d、引起基礎(chǔ)甚至廠房建筑物的共振損壞

f、有可能引起危急保安器誤動(dòng)作而發(fā)生停機(jī)事故機(jī)組振動(dòng)包括強(qiáng)迫振動(dòng)、自激振動(dòng)、軸系扭振（1）引起強(qiáng)迫振動(dòng)的原因：ａ、轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡ｂ、轉(zhuǎn)子彎曲

ｃ、轉(zhuǎn)子中心不正

ｄ、轉(zhuǎn)子支承系統(tǒng)變化ｅ、電磁力不平衡

（2）引起自激振動(dòng)的原因：油膜自激、間隙自激，引起的振動(dòng)分別為油膜振蕩、間隙自激振動(dòng)

消除自激振動(dòng)的措施：ａ、改善治安子與氣缸的同心位置，以減小激振力

ｂ、減小軸承間隙，增加潤(rùn)滑油粘度等，以增加阻尼

（3）引起軸系扭振的原因：汽輪機(jī)組方面：汽輪發(fā)電機(jī)組突然甩負(fù)荷、汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥快速控制、調(diào)節(jié)系統(tǒng)快速調(diào)節(jié)

電氣系統(tǒng)方面：電力系統(tǒng)短路、快速重合閘、非同期并網(wǎng)、三相電力負(fù)荷不平衡

3、葉片振動(dòng)

概念：葉片是根部固定的彈性桿件，當(dāng)收到一個(gè)瞬時(shí)外力的沖擊后，它將在原平衡位置附

近做周期性的擺動(dòng)，這種擺動(dòng)稱為自由振動(dòng)，震動(dòng)的頻率稱為自振頻率。當(dāng)葉片收到一周期性外力（稱為激振力）作用時(shí)，它會(huì)按外力的頻率振動(dòng)，而與葉片的自振頻率無(wú)關(guān)，即為強(qiáng)迫振動(dòng)。

危害：在強(qiáng)迫振動(dòng)時(shí)，若葉片的自振頻率與激振力頻率相等或成整數(shù)倍，葉片將發(fā)生共振，

振幅和振動(dòng)應(yīng)力急劇增加，可能引起葉片的疲勞損壞。若葉片斷裂，其碎片可能將相鄰葉片及后邊級(jí)的葉片打壞，還會(huì)使轉(zhuǎn)子失去平衡，引起機(jī)組強(qiáng)烈振動(dòng)，造成嚴(yán)重后果

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分類：

彎曲振動(dòng)

軸向振動(dòng)

A型振動(dòng)切向振動(dòng)

B型振動(dòng)

扭轉(zhuǎn)振動(dòng)

措施：有的葉片在共振狀態(tài)下工作容易損壞，因此需要將葉片的自振頻率預(yù)計(jì)振頻率調(diào)開(kāi)，避免運(yùn)行中發(fā)生共振

四、汽輪機(jī)運(yùn)行中控制三熱的措施

（一）、汽輪機(jī)滑銷系統(tǒng)暢通與否

1、滑銷系統(tǒng)作用：保證汽缸受熱或冷卻后以正確的方向膨脹或收縮，并保持汽缸與轉(zhuǎn)子

中心一致

2、汽缸膨脹不暢表現(xiàn)形式：包括汽缸橫向膨脹不暢和汽缸軸向膨脹不暢

a.汽缸軸向膨脹不暢，表現(xiàn)為啟動(dòng)過(guò)程中高、中壓脹差較大，嚴(yán)重影響啟動(dòng)速度，延長(zhǎng)啟

動(dòng)時(shí)間。動(dòng)葉圍帶處可能發(fā)生嚴(yán)重磨損b.汽缸橫向不暢（汽缸跑偏或汽缸橫向竄動(dòng)），表現(xiàn)為前軸承箱兩側(cè)橫向膨脹差和汽缸左

右（橫向）膨脹差的增大，可以斷定汽缸膨脹發(fā)生偏斜，揭缸后可能會(huì)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)汽缸上的軸封會(huì)留下明顯的單側(cè)摩擦痕跡或在立銷處有擠壓痕跡等

c.三種表現(xiàn)形式：軸承座和臺(tái)板之間的接觸狀態(tài)變化；汽輪機(jī)各軸承座之間的相互位置發(fā)

生了變動(dòng)；改變了動(dòng)靜部件之間的徑向間隙或軸間間隙

3.、汽缸膨脹不暢產(chǎn)生的原因

汽缸膨脹不暢多發(fā)生在高、中壓缸，尤其是高、中缸分缸機(jī)組；低壓缸直接坐落在臺(tái)板上，質(zhì)量大且溫度不高，膨脹量較小，一般不會(huì)發(fā)生汽缸膨脹不暢現(xiàn)象造成汽缸膨脹不暢的主要原因有：

①滑銷系統(tǒng)有缺陷或損壞�？v銷、立銷間隙過(guò)大或磨損，立銷剛度不足，銷座固定不牢等造成的跑偏；如果縱銷損壞，在啟停過(guò)程中造成的軸承座橫向移動(dòng)，帶動(dòng)汽缸移動(dòng)，造成汽缸跑偏；如果立銷損壞，在啟停過(guò)程中造成汽缸橫向移動(dòng)，造成汽缸跑偏；如果貓爪橫銷卡澀，造成汽缸橫向膨脹受阻，造成汽缸跑偏。

②汽缸臺(tái)板、軸承座與基礎(chǔ)臺(tái)板之間，表面缺乏潤(rùn)滑劑或臺(tái)板銹蝕，造成摩擦力增加，一旦汽缸膨脹力克服臺(tái)板的摩擦力，汽缸便進(jìn)入無(wú)潤(rùn)滑膨脹狀態(tài)，對(duì)汽缸膨脹不致造成很大的影響；當(dāng)汽缸與軸承座中心不正，汽缸和軸承座在機(jī)組膨脹時(shí)易發(fā)生偏移和扭轉(zhuǎn)，使滑銷系統(tǒng)產(chǎn)生變形卡阻，汽缸膨脹所受阻力將大為增大，將造成汽缸膨脹不暢。

③汽缸、軸承座及轉(zhuǎn)子間錯(cuò)位，引起汽缸膨脹不暢，導(dǎo)致軸承、轉(zhuǎn)子故障，軸封磨損漏氣，透平油進(jìn)水和機(jī)組振動(dòng)等問(wèn)題，嚴(yán)重的損壞汽輪機(jī)

④管系對(duì)汽缸的側(cè)向作用力較大。缸體與許多管道相連，由于制造和安裝存在誤差、運(yùn)行中殘余應(yīng)力的釋放、管道的蠕變以及支吊架的失效等原因，使得管道對(duì)汽缸有一定的作用力；若作用力偏差大，形成較大的側(cè)向作用力，造成汽缸橫向膨脹受阻，汽缸跑偏，嚴(yán)重時(shí)造成立銷脫落和立銷座開(kāi)焊，轉(zhuǎn)軸碰磨引起彎軸事故。

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⑤運(yùn)行中應(yīng)注意左右兩側(cè)膨脹的不均，汽輪機(jī)進(jìn)口兩側(cè)的汽溫差隨鍋爐左右溫差增加而增大，故要限制左右兩側(cè)的汽溫差，并控制啟停、增減負(fù)荷速度。

2、組成及定義作用：橫銷、縱銷、立銷、角銷、貓爪銷a.橫銷：引導(dǎo)汽缸沿橫向滑動(dòng)，并在軸向起定位作用

b.縱銷：引導(dǎo)汽缸軸承座和汽缸沿軸向滑動(dòng)，并限制軸向中心線橫向移動(dòng)c.死點(diǎn)：縱銷中心線與橫銷中心線的焦點(diǎn)為膨脹的固定點(diǎn)，稱為“死點(diǎn)”d.立銷：引導(dǎo)汽缸沿垂直方向膨脹，并與縱銷共同保持機(jī)組的軸向中心不變e.角銷：防止軸承座與基礎(chǔ)臺(tái)版脫離

3、應(yīng)用：滑銷系統(tǒng)的合理布置和應(yīng)用，可以保證汽缸在各個(gè)方向能自由膨脹或收縮，同時(shí)保證汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)各部件的相對(duì)位置的正確，從而保證機(jī)組安全運(yùn)行。運(yùn)行中應(yīng)注意經(jīng)常往滑動(dòng)面之間注油，保證滑動(dòng)面潤(rùn)滑及自由移動(dòng)。有些機(jī)組在軸承箱與臺(tái)板滑動(dòng)面之間安裝一層很薄的助滑墊，能很大程度地減小滑動(dòng)面之間的摩擦力，保證汽缸自由膨脹與收縮。

（二）、控制蒸汽溫升（溫降）和流量變化速度1、蒸汽溫升過(guò)快的危害：脹差出現(xiàn)正值增大2、蒸汽溫降過(guò)快的危害：脹差出現(xiàn)負(fù)值增大

這是控制脹差的有效方法，因?yàn)楫a(chǎn)生脹差的根本原因是汽缸與轉(zhuǎn)子存在溫差，蒸汽的溫升或流量變化速度大，轉(zhuǎn)子與汽缸溫差也大，引起脹差也大。因此，在汽輪機(jī)啟停過(guò)程中，控制蒸汽溫度和流量的變化速度，就可以達(dá)到控制脹差的目的。

（三）、軸封供汽溫度的影響1、主蒸汽溫度升高

對(duì)于高溫高壓機(jī)組，通常只允許主蒸汽溫度比額定溫度高5℃左右。當(dāng)主蒸汽溫度升高時(shí)，主蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的總焓降、汽輪機(jī)相對(duì)的內(nèi)效率和熱力系統(tǒng)的循環(huán)熱效率都有所提高，熱耗降低，使運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益提高，但是主蒸汽溫度升高超過(guò)允許值時(shí)，對(duì)設(shè)備的安全十分有害。

2、主蒸汽溫度升高的危害如下：

（1）調(diào)節(jié)級(jí)葉片可能過(guò)負(fù)荷。主蒸汽溫度升高時(shí)，首先調(diào)節(jié)級(jí)的焓降增加；在負(fù)荷不變的情況下，尤其當(dāng)高速汽閥中，僅有第一調(diào)速汽閥全開(kāi)，其它調(diào)速汽閥關(guān)閉的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)級(jí)葉片將發(fā)生過(guò)負(fù)荷。

（2）金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度降低，蠕變速度加快。主蒸汽溫度過(guò)高時(shí)，主蒸汽管道、自動(dòng)主汽閥、調(diào)速汽閥、汽缸和調(diào)節(jié)級(jí)進(jìn)汽室等高溫金屬部件的機(jī)械強(qiáng)度將會(huì)降低，蠕變速度加快。汽缸、汽閥、高壓軸封堅(jiān)固件等易發(fā)生松弛，將導(dǎo)致設(shè)備損壞或使用壽命縮短。若溫度的變化幅度大、次數(shù)頻繁，這些高溫部件會(huì)因交變熱應(yīng)力而疲勞損傷，產(chǎn)生裂紋損壞。這些現(xiàn)象隨著高溫下工作時(shí)間的增長(zhǎng)，損壞速度加快。

（3）機(jī)組可能發(fā)生振動(dòng)。汽溫過(guò)高，會(huì)引起各受熱金屬部件的熱變形和熱膨脹加大，若膨脹受阻，則機(jī)組可能發(fā)生振動(dòng)。

3、一般的處理原則是：當(dāng)主蒸汽溫度超過(guò)規(guī)定范圍時(shí)，應(yīng)聯(lián)系鍋爐值班員盡快調(diào)整、降

溫，汽輪機(jī)值班員應(yīng)加強(qiáng)全面監(jiān)視檢查，若汽溫尚在汽缸材料允許的最高使用溫度以下時(shí)，允許短時(shí)間運(yùn)行，超過(guò)規(guī)定運(yùn)行時(shí)間后，應(yīng)打閘停機(jī)；若汽溫超過(guò)汽缸材料允許的最高使用溫度，應(yīng)立即打閘停機(jī)。例如中參數(shù)機(jī)組額定主蒸汽溫度為435℃，當(dāng)主蒸汽溫度超過(guò)440℃時(shí)，應(yīng)聯(lián)系鍋爐值班員降溫；當(dāng)主蒸汽升高到445～450℃之間時(shí)，規(guī)定連續(xù)運(yùn)行時(shí)間不得超過(guò)30min，全年累計(jì)運(yùn)行時(shí)間不得超過(guò)20h；當(dāng)主蒸汽溫度超過(guò)450℃時(shí)，應(yīng)立即故障停機(jī)。

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4、主蒸汽溫度降低

當(dāng)主蒸汽壓力和凝結(jié)真空不變，主蒸汽溫度降低時(shí)，主蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的總焓降減少，若要維持額定負(fù)荷，必須開(kāi)大調(diào)速汽閥的開(kāi)度，增加主蒸汽的進(jìn)汽量。一般機(jī)組主蒸汽溫度每降低10℃，汽耗量要增加1.3%~1.5%。

主蒸汽溫度降低時(shí)，不但影響機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，也威脅著機(jī)組的運(yùn)行安全。

5、其主要危害是：

（1）末級(jí)葉片可能過(guò)負(fù)荷。因?yàn)橹髡羝麥囟冉档秃螅瑸榫S持額定負(fù)荷不變，則主蒸汽流量要增加，末級(jí)焓降增大，末級(jí)葉片可能過(guò)負(fù)荷狀態(tài)。

（2）末幾級(jí)葉片的蒸汽濕度增大。主蒸汽壓力不變，溫度降低時(shí)，末幾級(jí)葉片的蒸汽濕度將要增加，這樣除了會(huì)增大末幾級(jí)動(dòng)葉的濕汽損失外，同時(shí)還將加劇開(kāi)幾級(jí)動(dòng)葉的水滴沖蝕，縮短葉片的使用壽命。

（3）各級(jí)反動(dòng)度增加。由于主蒸汽溫度降低，則各級(jí)反動(dòng)度增加，轉(zhuǎn)子的軸向推力明顯增大，推力瓦塊溫度升高，機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性降低。

（4）高溫部件將產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形。若主蒸汽溫度快速下降較多時(shí)，自動(dòng)主汽閥外殼、調(diào)節(jié)級(jí)、汽缸等高溫部件的內(nèi)壁溫度會(huì)急劇下降而產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形，嚴(yán)重時(shí)可能使金屬部件產(chǎn)生裂紋或使汽輪機(jī)內(nèi)動(dòng)、靜部分造成磨損事故；當(dāng)主蒸汽溫度降至極限值時(shí)，應(yīng)打閘停機(jī)。

（5）有水擊的可能。當(dāng)主蒸汽溫度急劇下降50℃以上時(shí)，往往是發(fā)生水沖擊事故的先兆，汽輪機(jī)值班員必須密切注意，當(dāng)主蒸汽溫度還繼續(xù)下降時(shí)，為確保機(jī)組安全，應(yīng)立即打閘停機(jī)。

（四）、汽缸法蘭、螺栓加熱裝置的影響

1、作用：汽輪機(jī)在啟停過(guò)程中使用汽缸法蘭和螺栓加熱裝置，可以提高或降低汽缸法蘭和螺栓的溫度，有效地減小汽缸內(nèi)外壁、法蘭內(nèi)外，汽缸與法蘭、法蘭與螺栓的溫差，加快汽缸的膨脹或收縮，起到控制脹差的目的。

2、不利影響：法蘭加熱裝置使用要恰當(dāng)，否則可能造成兩側(cè)加熱不均勻或蒸汽在法蘭內(nèi)凝結(jié)。如果溫度和壓力控制不當(dāng)，可能造成法蘭變形和泄漏。

3、特點(diǎn)：對(duì)于高壓缸采用雙層缸的機(jī)組，高壓夾層的蒸汽，在啟動(dòng)的開(kāi)始階段可以加熱外缸，使外缸加快膨脹，減小脹差。

4、措施及改進(jìn)：對(duì)現(xiàn)代大功率機(jī)組，都是力求從汽缸的結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，而不采用法蘭加熱裝置，目前，普遍采用的技術(shù)是選擇窄高法蘭或取消法蘭，使汽缸呈圓筒形。如ABB公司生產(chǎn)的汽輪機(jī)內(nèi)杠取消了法蘭，采用紅套環(huán)緊箍；西門子公司生產(chǎn)的高壓外缸是整體圓筒形，這些結(jié)構(gòu)都有助于汽缸、轉(zhuǎn)子的同步膨脹，減小汽輪機(jī)脹差。

（五）、凝汽器真空的影響

1、凝氣設(shè)備的作用：A、在汽輪機(jī)排汽口建立并維持高度真空

B、保證蒸汽凝結(jié)并供應(yīng)潔凈的凝結(jié)水作為鍋爐給水

C、凝氣設(shè)備還是凝結(jié)水和補(bǔ)給水去除氧器之前的先期除氧設(shè)備D、它還接受機(jī)組啟停和正常運(yùn)行中的疏水和甩負(fù)荷過(guò)程中旁路排汽，以收回?zé)崃亢蜏p小循環(huán)工質(zhì)的損失

2、影響因素：

冷卻水的進(jìn)口溫度Tw1

Tw1的大小取決于當(dāng)?shù)氐臍夂蚝凸┧�方式，在其他條件不變時(shí)，冬季Tw1低，則Ts也低，凝汽器壓力低，真空高；夏季Tw1高，Ts也高，真空低。循環(huán)供水時(shí)，Tw1取決于冷卻水塔或噴水池的冷卻效果

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冷卻水溫傳熱端差

確定量：冷卻水管外邊總面積Ac、冷卻水量Dw、冷卻水溫升△t、總體傳熱系數(shù)K、3、概念最佳真空：提高真空后所增加的汽輪機(jī)功率與為提高真空使循環(huán)水泵多消耗的廠用電之差即達(dá)到最大，此時(shí)的真空值稱為最佳真空

極限真空：指汽輪機(jī)做功達(dá)到最大值的排汽壓力所對(duì)應(yīng)的真空4、凝汽器內(nèi)進(jìn)入空氣的影響

（1）空氣來(lái)源：一是由新蒸汽帶入汽輪機(jī)的，由于鍋爐給水經(jīng)過(guò)除氧，該量極少；而是通過(guò)汽輪機(jī)設(shè)備中處于真空狀態(tài)的低壓各級(jí)與相應(yīng)的回?zé)嵯到y(tǒng)、排汽缸、凝氣設(shè)備等不嚴(yán)密處漏人的

（2）危害：空氣使凝汽器真空下降、空氣使凝結(jié)水過(guò)冷度增加、空氣使機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性下降、空氣使凝結(jié)水含氧量增加

5、凝汽器真空的嚴(yán)密性

對(duì)機(jī)組的影響：真空系統(tǒng)嚴(yán)密性下降，使漏人或積聚在凝汽器內(nèi)的空氣量增加，凝汽器的

真空降低，傳熱效果降低，凝結(jié)水的含氧量增加，設(shè)備的腐蝕速度加快，蒸汽分壓相對(duì)降低，其凝結(jié)水濕度低于凝汽器內(nèi)總壓力所對(duì)應(yīng)的飽和溫度，過(guò)冷度增加

凝汽器怎樣抽真空：①啟動(dòng)射水泵及開(kāi)啟出口水門

②開(kāi)啟射水抽氣器空氣門

③滿足條件后向軸封送汽（嚴(yán)禁轉(zhuǎn)子在靜止?fàn)顟B(tài)下向軸封送汽），調(diào)節(jié)軸封汽壓力

6、措施

a.在升速和暖機(jī)過(guò)程中，當(dāng)真空降低時(shí)，若保持機(jī)組轉(zhuǎn)速不變，須增加進(jìn)汽量使高壓轉(zhuǎn)子

受熱增加，脹差增大b.使中、低壓轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)摩擦量被增加的蒸汽量帶走，脹差減小

（由于中、低壓轉(zhuǎn)子葉片較長(zhǎng)，其鼓風(fēng)摩擦熱量比高壓轉(zhuǎn)子大。當(dāng)真空降低時(shí)，中低壓轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)摩擦熱量被增加的蒸汽量帶走，故脹差減小，因此，在升速暖機(jī)過(guò)程中不能用提高真空的方法來(lái)減小中、低壓通流部分的脹差）

五、電廠汽機(jī)運(yùn)行實(shí)踐中控制三熱的實(shí)例簡(jiǎn)介

案例：機(jī)組跳閘事故統(tǒng)計(jì)及反措

#1汽輪機(jī)軸承振動(dòng)測(cè)點(diǎn)壞，保護(hù)動(dòng)作汽機(jī)跳閘

事故經(jīng)過(guò)：

201*年8月5日12時(shí)30分，#1機(jī)組在正常運(yùn)行中汽機(jī)#8軸承振動(dòng)突然升至跳閘值（25.4絲）以上（其它軸承振動(dòng)正常），汽機(jī)振動(dòng)大保護(hù)動(dòng)作，汽機(jī)跳閘。

同類事故：

201*年10月14日8時(shí)30分，#1汽機(jī)#6軸承振動(dòng)大保護(hù)誤動(dòng)作，機(jī)組跳閘；9點(diǎn)23分鍋爐重新點(diǎn)火，12時(shí)08分，汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)，12時(shí)32分，發(fā)電機(jī)重新并網(wǎng)。原因分析：

此次汽機(jī)#8軸承振動(dòng)大屬熱工信號(hào)誤動(dòng)作引起保護(hù)跳閘，汽機(jī)振動(dòng)大保護(hù)誤動(dòng)作曾引起過(guò)多次跳閘。究其原因，大多是由于信號(hào)、外界環(huán)境等干擾引起，特別是對(duì)講機(jī)的信號(hào)干擾、振動(dòng)測(cè)點(diǎn)附近溫度高的影響、測(cè)振探頭本身故障等。

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事故對(duì)策：

（1）汽機(jī)軸承振動(dòng)大時(shí)要就地傾聽(tīng)、測(cè)量軸瓦振動(dòng)，檢查實(shí)際振動(dòng)是否突增、是否有異音，

聯(lián)系熱工檢查，并根據(jù)其它軸承的振動(dòng)情況綜合分析是否虛假，否則振動(dòng)達(dá)到動(dòng)作值，應(yīng)立即破壞真空緊急停機(jī)。

（2）在汽機(jī)本體軸承振動(dòng)測(cè)點(diǎn)及傳感器附近不得使用對(duì)講機(jī)。試驗(yàn)證明在軸振測(cè)點(diǎn)附近（2米內(nèi)）連續(xù)使用對(duì)講機(jī)3次就會(huì)引起軸振大保護(hù)動(dòng)作。

（3）降低軸振測(cè)點(diǎn)附近的環(huán)境溫度�，F(xiàn)已在#2、3軸承處加裝一路壓縮空氣，來(lái)降低軸振

測(cè)點(diǎn)處的溫度，正常運(yùn)行中注意檢查并保持正常的檢修用壓縮空氣壓力，并在供氣閥上掛“禁止操作”警示牌，以免誤關(guān)。

（4）保持適當(dāng)?shù)妮S封壓力。軸封壓力過(guò)高會(huì)導(dǎo)致軸封漏氣量增大，從而引起測(cè)點(diǎn)附近溫度

過(guò)高。

（5）正常運(yùn)行中注意軸承油溫、密封油溫、冷氫溫度、勵(lì)磁機(jī)空冷器出口空氣溫度、蒸汽參數(shù)、無(wú)功負(fù)荷等的變化，并保持上述參數(shù)的穩(wěn)定。

（6）高加危急疏水動(dòng)作時(shí)，加強(qiáng)#9軸承振動(dòng)監(jiān)視，防止因凝汽器壓力突變引起該軸承振動(dòng)過(guò)大。

類似事故：汽機(jī)軸承振動(dòng)卡件故障，保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)

事故經(jīng)過(guò)：

201*年12月07日21時(shí)26分，#2機(jī)組負(fù)荷600MW，機(jī)組跳閘，光字牌報(bào)警"TSI電源故障"，ETS首出原因"軸承振動(dòng)高"，汽機(jī)跳閘，發(fā)電機(jī)聯(lián)跳，鍋爐MFT動(dòng)作，廠用電自切成功。手啟BOP,SOB油泵和A,B,C,D,F頂軸油泵，檢查高，低壓主汽門，調(diào)節(jié)汽門，高排逆止門和各級(jí)抽汽逆止門關(guān)閉，汽機(jī)轉(zhuǎn)速下降，A、B汽泵聯(lián)跳正常，手動(dòng)啟動(dòng)電泵，加強(qiáng)鍋爐上水，檢查所有磨煤機(jī)、給煤機(jī)、一次風(fēng)機(jī)跳閘，手動(dòng)停運(yùn)2A密封風(fēng)機(jī)，檢查202開(kāi)關(guān)，2QF開(kāi)關(guān)聯(lián)跳，取下其控制保險(xiǎn)，解除"關(guān)主汽門"保護(hù)壓板，投入"誤上電"保護(hù)壓板。21:55經(jīng)熱工檢查后確認(rèn)：#2機(jī)組跳閘原因?yàn)?11軸承振動(dòng)卡件故障汽機(jī)振動(dòng)大保護(hù)誤動(dòng)作所致。

原因分析：

（1）從DEH打出歷史曲線發(fā)現(xiàn)#11復(fù)合振動(dòng)連續(xù)三次跳動(dòng)，最高達(dá)286um，持續(xù)2秒鐘，造成汽機(jī)跳閘。

（2）排查TSI組態(tài)報(bào)警發(fā)現(xiàn)第7塊監(jiān)視板的兩個(gè)通道同時(shí)激活，但對(duì)應(yīng)的#11相對(duì)振動(dòng)檢查歷史趨勢(shì)并不高，導(dǎo)致汽機(jī)跳閘的根本原因?yàn)門SI監(jiān)視卡件工作不穩(wěn)定造成。（3）由于光字牌報(bào)警為綜合報(bào)警，也不完全排除TSI電源故障跳機(jī)的可能性。暴露的問(wèn)題：

我廠汽機(jī)振動(dòng)測(cè)量元件存在著抗干擾性弱，工作性能不穩(wěn)定的隱患。防范措施：

（1）暫時(shí)解除#11軸振保護(hù)，聯(lián)系廠家對(duì)監(jiān)視卡做進(jìn)一步分析。

（2）機(jī)控人員對(duì)比兄弟廠家振動(dòng)保護(hù)邏輯，討論、制定我廠的軸振保護(hù)邏輯并進(jìn)行修改。（3）儀電分場(chǎng)準(zhǔn)備探頭、前置器、卡件一套，利用機(jī)組檢修機(jī)會(huì)對(duì)現(xiàn)在安裝的探頭進(jìn)行全面檢查、校驗(yàn)測(cè)試。

（4）在有停機(jī)機(jī)會(huì)時(shí)，徹底檢查TSI電源，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

（5）維護(hù)人員在進(jìn)行與聯(lián)鎖保護(hù)有關(guān)的工作時(shí)一定嚴(yán)格履行工作票制度和保護(hù)解投審批程

序，作好安全措施，以防保護(hù)誤動(dòng)。（6）運(yùn)行人員加強(qiáng)對(duì)汽機(jī)軸承振動(dòng)的監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)跳變等異常時(shí)，及時(shí)聯(lián)系儀控人員進(jìn)行檢查處理。

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