【知识学习】汽轮机上下缸温差为什么不能超过50℃？如何来防范？

一、上下缸温差过大的影响和危害

当出现缸温差时，转子偏心会出现一定程度的变化。当出现较大偏心尤其异常性反弹时，可能会发生缸体内部的动静部分摩擦，摩擦处产生热量温度升高，动静部分间隙进一步减小，碰磨加剧，给机组带来严重损害。

汽轮机上、下汽缸的温差沿轴向并不一样，其最大值通常出现在调节级附近。通过试验得知，高压汽轮机上、下汽缸温差每增加10℃，调节级下部径向间隙 约减少0.1mm左右。高压气轮机隔板汽封径向间隙都较小，一般0.4～0.7mm， 因此上、下汽缸温差常规定不得大于35～50℃。如果上下汽缸温差超过50℃，就有可能使径向间隙消失，如果这时起动，径向汽封可能会发生摩擦，造成动静部分摩擦，严重时还能使围带的铆钉磨损，引起更大的事故。尤其当转子也存在热弯曲时，动静部分的磨擦的危害会更大。

当汽轮机起动与停机时，汽缸的上半部温度比下半部温度高，温差会造成汽轮机汽缸的变形，引起汽缸向上拱起，发生热翘曲变形，俗称“猫拱背”，轻则破坏汽机结合面的严密性，导致漏汽，重则致使动、静部分间隙变小，导致动静摩擦，另外缸体变形会使轴承中心发生变化，使机组发生剧烈振动。

因缸温差大会对汽轮发电机组产生严重危害，一般来讲，运行规程规定机组启动前当上、下缸温差超过50℃时机组不得启动，机组启动过程中上、下缸温差超过50℃应打闸停机，如机组启动过程中或热态停机后缸温差超标，则机组将被迫停机或延迟启动，特别是热态停机后如缸温差超标，通常只得等缸温下降至冷态水平上、下缸温差才降低到50℃以下，延误时间至少3天以上，给电厂带来极大的经济损失。

上下缸温差过大造成弯曲变形示意图

二、上下缸产生温差的原因

1、上下缸具有不同的重量和散热面积，下缸重量大于上缸，下缸布置有抽汽管道，散热面积大，在同样的加热或冷却条件下，下缸散热快而加热慢，所以上缸温度大于下缸；

2、在汽缸内，蒸汽上升，其凝结水下流，使下缸受热条件变化；

3、在周围空间，运转平台以上的空气温度高于其以下的温度，气流从下向上流动，造成上下缸冷却条件不同，使上缸的温度高于下缸；

4、当调速汽门开启的顺序不当时，造成部分进汽，也会使上下缸温差增大；

5、在启机过程中，汽缸疏水不畅，停机后有冷汽冷水从抽汽管道返回汽缸，使下缸温度下降；

6、下汽缸保温不良，因为下汽缸保温不如上汽缸那样易于严密，从面造成空气冷却下汽缸；

7、停机后汽缸内形成空气对流，温度高的空气聚集于上汽缸而下汽缸内的空气温度低，从面使上下缸的冷却条件不同。

三、防止上下缸温差大的技术措施

一、停机后防止温差大的措施

1、机组停机打闸前应关闭所有减温水调整门、截门，保证减温水隔离彻底。

2、停机打闸后及时关闭下列疏水门：高、中压缸汽缸疏水门；高中压缸进汽导管疏水门；高中压主汽门、调门疏水门；各段抽汽逆止门前后疏水门；高排逆止门前疏水门。

3、停机转子静止真空到零后，停止轴封供汽，关严轴封各路汽源的供汽调整门、截门，关闭高中压缸供汽分门，开启轴封母管大气疏水门。

4、停机打闸后，应检查高中压主汽门、调门、高排逆止门、低压蝶阀、各段抽汽逆止门、各段抽汽电动门关闭到位严密。

5、机组停止后应马上投入连续盘车，因故连续盘车投不上应按规程要求进行定期手动盘车。

6、停机后缸温最高点高于150℃不得随意停止盘车运行，如必须停止需主管运行公司领导批准。

7、停机后应经常监视高低加、轴加、除氧器、凝汽器的水位，保证各水箱水位正常，防止冷水返入抽汽管道。

8、停机后经常监视各抽汽管道的壁温，防止积水返入汽缸。

9、机组停止后应保证主、再热蒸汽管道、再热汽冷段管道大气疏水门开启。

10、保证汽轮机主机及抽汽管道保温完好，发现保温缺损、裂缝及时联系处理。

11、冬季机组停运，应注意随时关闭厂房门窗，减少自然对流散热。

12、停机后对汽缸温度、温差的变化应加强监视，发现异常及时查找汇报。

13、停机后如果进行某项操作时汽缸温差增大，应马上停止操作恢复原状态，待查清原因后再继续操作。

二、启、停过程中防止温差大的措施

1、汽缸送轴封时，应保证轴封系统暖管充分、彻底，供汽温度应高于汽缸最高点温度20～50℃。

2、机组启动缸温高于150℃时，凝汽器真空不宜太高，控制在25～35Kpa即可。

3、高旁排汽汽温度超过汽缸最高点温度50℃以上允许汽缸加热装置暖管，暖管时应防止汽缸进汽。

4、汽缸加热装置暖管应首先开启联箱疏水门，再进行联箱至汽缸管道的反抽，之后进行进汽段管道的疏水暖管。

5、启停机过程中加热装置的调整应根据汽缸温差情况具体调整。

6、停机过程中应密切注意蒸汽的过热度，保证主蒸汽的过热度不低于50℃，防止汽缸进入湿蒸汽。

7、机组启动冲动前应保证主再热蒸汽管道疏水时间足够、疏水门全开，随时注意管道系统的疏水状态检查。

8、启停机过程中应注意抽汽管道、死区蒸汽管道的积水排除，随时注意管道壁温的变化，及时采取措施，防止汽缸进入冷蒸汽。

9、停机过程中应根据蒸汽温度的变化开启管道、本体疏水。

10、机组启停过程中应经常监视辅助蒸汽母管的压力、温度，保证蒸汽过热度不低于30℃。

11、不得随意解除高加、低加、除氧器水位保护；不得随意解除抽汽逆止门保护；不得随意解除各加热器的水位高低报警。

文章来源：热电论坛公众号