汽轮机胀差详解，你真的了解吗？

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一、汽轮机胀差定义

胀差：汽轮机转子与汽缸的相对膨胀差，称为胀差。

汽轮机启动时，随着温度的上升，转子与汽缸分别以各自的死点为基准膨胀。

汽缸质量大，单面接触蒸汽膨胀慢；转子质量小，并旋转在蒸汽中，膨胀快；汽缸-转子的相对膨胀差称为胀差。

转子膨胀大于汽缸膨胀称为正胀差，反之称为负胀差。根据汽缸分类可分为高差、中差、低I差、低II差。

二、正胀差过大的原因

1）启动时暖机时间短，升速太快或升负荷太快。

2）汽缸夹层、法兰加热装置的加热汽温太低或流量低，加热作用弱。

3）滑销系统或轴承台板的滑动性差、卡涩。

4）轴封温度过高或轴封供气量大，引起轴颈过分伸长。

5）机组启动时，主汽压力、温度、流量参数过高。

6）推力轴承磨损，轴向位移大。

7）汽缸保温效果差，保温层脱落，机房汽温低。

8）双层缸的夹层中流入冷汽。

9）胀差指示器零点不准或触点磨损，引起数字偏差。

10）多转子机组，相邻转子胀差变化带来互相影响。

11）真空及转速变化的影响。

12）各级抽气量的影响。例如一级抽汽停用，则对高差影响较大。

13）轴承油温太高。

14）机组停机惰走过程中由于“泊桑效应”的影响。

三、正胀差过大时应采取措施

1）检查主蒸汽温度是否过高，适当降低主蒸汽温度；

2）使机组在稳定转速和稳定负荷下暖机；延长暖机时间；

3）适当提高凝汽器真空，减小蒸汽流量；

4）增加汽缸加热进汽量，使汽缸迅速胀出。

四、负胀差过大的原因

1）负荷迅速下降或机组甩负荷；

2）主汽温剧降或启动时的进汽温度低于金属温度；

3）水冲击；

4）汽缸夹层、法兰加热装置的加热过度；

5）轴封汽温度太低；

6）轴向位移变化；

7）轴承油温太低；

8）启动时转速突升，由于转子在离心力的作用下轴向尺寸缩小，尤其低差变化明显；

9）汽缸夹层中流入高温蒸汽。

五、负胀差过大应采取措施

1）机组启动与停机时及时投入加热蒸汽装置，控制各部金属温差在规定范围内；

2）当负荷下降或甩负荷时，控制主蒸汽与再热蒸汽温度的下降率。

机组启动时，一般应用汽加热装置来控制汽缸的膨胀量。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控制转子的膨胀量。启动时胀差一般向正方向发展。

汽轮机在停用时，随负荷、转速的降低，转子冷却比汽缸快，胀差一般向负方向发展，特别是滑参数停机时尤其严重，必须采用汽加热装置向汽缸夹层和法兰通以冷却蒸汽，以免胀差保护动作。

汽轮机转子停止转动后，负胀差可能会更加发展，为此应当维持一定温度的轴封蒸汽，以免造成恶果。

六、关于胀差的问题解释

问题1：为什么会产生膨胀量之差？

简单说就是由于转子和汽缸的材质和重量差别，同时转子与汽缸和蒸汽的接触面积不同，导致在发生热胀冷缩时膨胀和收缩量不同。

问题2：胀差为什么重要？

虽然汽轮机本体是一个庞然大物，但是为了追求更高的效率，汽轮机动静部分之间的间隙是极小的。当发生动静部分的不一致膨胀或收缩时，处理不好就可能导致出现动叶与静叶部分发生不该有的接触，损伤通流。

问题3：为什么负胀差比正胀差危险？

级内间隙b<级间间隙a

从右图可以看出，在机组出现正胀差时，b处的间隙增大， 而a处的间隙减小。相反，如果出现负胀差，则b处的间隙减小，而a处的间隙增大。

因为b<a，因此当出现负胀差时更容易出现由于胀差过大导致b处间隙过小发生碰磨。因此，负胀差比正胀差危险。

问题4：机组胀差的监测手段

本特利3500 胀差测量示意图

通过监测探头与转子体上的凸肩之间的距离来反映胀差，胀差与凸肩角度和探头测量的位移量有几何关系。

一

编辑：嘉嘉