云开·体育官方网站 汽轮机胀差和轴向位移，关系和变化如何理解？

1. 轴向位移和膨胀差的概念

轴位移是指轴的位移，而膨胀差是指轴相对于气缸的相对膨胀量。一般情况下，轴向位移变化时该值较小。当轴向位移为正时，大轴向发电机移动。如果此时缸体膨胀远小于轴膨胀，则膨胀差不一定向正方向变化；如果机组参数不变、载荷稳定，则胀差与轴胀一致。方向位移不变。机组在启停过程中以及蒸汽参数发生变化时，膨胀差会发生变化，轴向位移也会因负荷的变化而发生变化。运行过程中轴向位移的变化必然引起膨胀差的变化。

涡轮转子膨胀大于气缸膨胀时的膨胀差称为正膨胀差，气缸膨胀大于转子膨胀时的膨胀差称为负膨胀差。

按气缸分类可分为高差、中差、低I差、低II差。

膨胀差值是一个非常重要的运行参数。如果膨胀差超过极限，热保护动作会使主机跳闸，避免动、静部件碰撞，损坏设备。

启动时一般采用加热装置来控制气缸的膨胀，而转子主要依靠汽轮机的进汽温度和流量以及轴封蒸汽的蒸汽温度和流量来控制转子的膨胀。启动时，膨胀差通常朝正方向发展。当汽轮机停用时，随着负荷和转速的降低，转子比气缸冷却得快，因此膨胀差一般向负方向发展，特别是滑差参数停机时。汽缸夹层及法兰必须采用蒸汽加热装置。冷却蒸汽以避免差胀保护动作。

在汽轮发电机中，由于动叶片中蒸汽做功以及隔板汽封间隙中蒸汽的泄漏，使动叶片前后的蒸汽压力存在压降。这种压降使汽轮机转子沿蒸汽流动方向形成轴向推力，从而产生轴向位移。如果轴向位移大于汽轮机静部分的最小间隙，汽轮机静部分与转子就会发生碰撞而损坏。轴向位移的增加会导致推力瓦的温度升高，导致黑色金属烧坏，机组也会剧烈振动，因此必须紧急停机，否则会发生严重后果。

胀差保护是指汽轮机转子与缺汽之间的相对膨胀差。机组在启停过程中，由于转子相对于气缸较小，热容量小，温度变化快，膨胀速度快。如果不采取措施控制温升速率，机组转子与气缸之间的摩擦会造成损坏。因此，运行时的膨胀差不能超过允许值。

汽轮机转子停止旋转后，负膨胀差可能会进一步发展，因此应保持轴封蒸汽在一定的温度，以避免产生不良后果。

2、轴向位移、膨胀产生的原因（影响机组膨胀的因素）

使扩张差向正值增大的主要因素简述如下：

1）启动时预热时间太短，转速增加太快或负载增加太快。

2）筒体夹层及法兰加热装置加热蒸汽温度过低或流量低，造成蒸汽加热效果弱。

3）滑销系统或轴承板的滑动性能差，容易卡住，油缸无法膨胀。

4）轴封蒸汽温度过高或轴封供汽量过大，造成轴颈伸长过大。

5）机组启动时，进汽压力、温度、流量等参数过高。

6）推力轴承工作面和非工作面受力磨损，轴向位移增大。

7)筒体保温层保温效果不好或保温层脱落。严禁季节，涡轮机房室温过低或出现问题。

寒风吹过大厅。

8）冷蒸汽（或冷水）流入双层筒体夹层。

9）差胀表零位不准或触点磨损，造成数字偏差。

10）多转子机组，相邻转子膨胀差变化引起的相互影响。

11）真空变化的影响（真空降低，导致进入汽轮机的蒸汽流量增加）。

12）速度变化（减速）的影响。

13）各阶段抽汽量变化的影响。如果停用第一级抽汽，影响将是显而易见的。

14)轴承油温过高。

15）由于机组停车过程中“泊松效应”的影响。

16)差胀指示器不准确或受频率、电压变化影响。

扩张差异变为负值的主要原因是：

1）负载迅速下降或突然卸荷。

2）主蒸汽温度突然下降或启动时进汽温度低于金属温度。

3）水的影响。

4)轴承油温过低。

5)轴封蒸汽温度过低。

6) 轴向位移变化。

7）真空度过高，相应的排汽室温度会降低。

8) 启动时转速突然升高。因为转子的轴向尺寸在离心力的作用下收缩，特别是低差变化明显。

9）双层筒体夹层有高温蒸汽流入，可能来自蒸汽加热装置或进汽壳体泄漏。

蒸汽或轴封泄漏。

10）筒体层间加热装置蒸汽温度过高或流量大，造成加热过度。

11）滑销系统或轴承压板卡住，油缸不回缩。

12）差胀值表明仪表不准确或受频率、电压变化的影响。

正膨胀差——主要影响因素有：

(1)蒸汽温度快速上升或下降

（2）价格负变化速度的影响

(3)轴封供汽温度的影响

(4)冷凝器真空度的影响

(5)环境温度的影响

(6)摩擦爆炸的影响

(7)其他：气缸法兰螺栓加热装置的影响

1.蒸汽温度快速上升或下降

启动时一般采用加热装置来控制气缸的膨胀，而转子主要根据汽轮机的进汽温度和流量以及轴封蒸汽的蒸汽温度和流量来控制转子的膨胀。启动时，膨胀差通常朝正方向发展。当汽轮机停用时，随着负荷和转速的降低，转子比气缸冷却得快，因此膨胀差一般向负方向发展，特别是滑差参数停机时。汽缸夹层及法兰必须采用蒸汽加热装置。冷却蒸汽以避免差胀保护动作。在涡轮转子停止旋转后，负膨胀差可能进一步发展。因此，轴封蒸汽应保持在一定的温度，以避免产生不良后果。

2、负载变化速度的影响

当负荷变化时，各级蒸汽流量发生变化。特别是在低负荷范围内，各级蒸汽温度变化较大。负荷增加越快，蒸汽升温速度越快。随着金属表面载荷下降得越快，气缸和转子的温升速率差异就越大。随着负载增加较快，正膨胀差增大；随着负载减小得更快，正膨胀差减小，从而产生负膨胀差。

3、轴封送风温度的影响

轴封供气对轴封部和转子的轴封体进行加热。由于轴封体嵌在筒体两端，其膨胀对筒轴的长度几乎没有影响，但转子轴封段的膨胀则影响转子的长度。 ，从而增加正膨胀差。由于轴封截面占转子长度比例较小，因此对总膨胀差影响较小，但轴封处局部膨胀差较大。轴封供气温度过高，正膨胀差过大；反之，负膨胀差异就会过大。一般情况下，轴封气体温度略高于轴封金属温度。

4、真空对低压膨胀差的影响

当真空度降低时，一方面排气温度升高，低压缸排气口压力升高，缸内外压差减小。两者都促进低压缸体膨胀，从而减小低压膨胀差。另一方面，如果轴封气压不变，低压缸轴封段的轴封风量减少，转子发热减弱，低压膨胀差也减小。

5、环境温度的影响

低压膨胀差对环境温度比较敏感。随着环境温度升高，低压膨胀差变小；随着环境温度降低，低压膨胀差增大。主要原因是一方面环境温度降低，低压缸冷却加剧（低压缸没有保温）；另一方面云开·全站APPkaiyun edu，循环水温度降低，导致真空度升高，排气温度降低，气缸温度下降。观察发现，不同负载下的变化规律是相同的。相同负荷下，冬季和夏季低压膨胀差为15%。

6、摩擦冲击波的影响

机组启动和低负荷阶段，蒸汽流量较小，高、中、低压阶段出现较大的鼓风摩阻损失（与转速的三次方成正比）。损失产生的热量被蒸汽吸收，导致其温度升高。由于叶轮直接与蒸汽摩擦，转子温度高于汽缸温度，因此产生正膨胀差。随着转速的增加，转子摩擦鼓风损失产生的热量也相应增加。但由于流量的增加，产生的爆炸损失数量相应减少。因此，每公斤蒸汽首先吸收摩擦鼓风损失产生的热量。它随着转速的增加而增加，导致高、中、低压缸之间的正膨胀差增大，然后随着转速的增加而相应减小，对膨胀差的影响逐渐减小。

3、轴向位移和膨胀差的危害

1、泊松效应对机组低压膨胀差的影响约为10%，因此开机运行前应保证低压膨胀差在10%以上。停机过程中，尽量减小低压膨胀差（最好在90%以下）。当低压膨胀差超过110%时，需要紧急停机。此时，随着速度降低，低压膨胀差将超过120%。在低速区可能存在静摩擦和动摩擦。

2、冬季低压膨胀差过高时，应注意轴封燃气主管压力。若压力过高，可适当降低。还可以采用降低真空度的方法来减小低压膨胀差。减少冬季开窗次数，是减少冬季低压膨胀的有效措施。

3．在极热状态下启动时，轴封供气尽量选择高温气源。当采用辅助空气作为气源时，必须保证其温度控制在270℃左右。如果温度过低，会导致高压轴封段大轴迅速冷却收缩。在前几级有可能产生动摩擦和静摩擦。

4、冷态启动时，轴封气源高于大轴金属温度，大轴会局部受热伸长，产生较大的正膨胀差。因此，必须选择与轴封金属温度相匹配的气源，以免延误启动时间。若低压膨胀差过大，可通过降低真空度来调节，并尽量尽早加速。当机组启动阶段低压正膨胀差超过极限时，真空轴密封气体会被破坏，待膨胀差正常后机组才会重新启动。

5、机组反转前，主蒸汽温度必须比高压缸金属温度至少高50℃。机组换向前应考虑轴向位移对高压膨胀差的影响。

机组在启停阶段膨胀差变化较大，影响因素较多，调节难度大。因此，必须严格按程序操作，根据筒体金属温度，选择合适的旋转参数，合适的温压升曲线，确定合适的升温速度云开体育app官方下载安装最新版，控制温升。只有调整转速和预热时间，并根据加载后的具体情况及时分析并采取有效措施，才能有效控制膨胀差。

4、机组启动时膨胀差变化分析与控制

汽轮机在启停过程中，转子与汽缸之间的热交换条件是不同的。因此，它们在轴向上的膨胀不一致，即发生相对膨胀。相对膨胀通常也称为微分膨胀。膨胀差的大小表示涡轮轴向动、静间隙的变化。监测膨胀差是机组启停过程中的一项重要工作。为了避免轴向间隙变化引起动、静部件之间的摩擦，不仅要严格监测膨胀差，而且要充分了解膨胀差对汽轮机运行的影响。

气缸受热后，从“死点”向机头膨胀。因此，差胀信号发生器一般安装在相对于气缸基础的“死点”位置。差胀变送器安装在前轴承箱座上。

机组启动根据启动前汽轮机金属温度水平分为冷启动（金属温度150-180度）；热启动（180-350度）；热启动（350-450度）；极热启动 启动（450 度以上）。 。

现仅对普通冷启动和热启动时机组膨胀差的变化及控制进行简单分析：

机组冷启动过程中，膨胀差的变化和膨胀差的控制大致分为以下几个阶段：

1、汽封供汽及真空级。

从汽封的供汽、抽真空到转子向前膨胀，差值始终向正方向变化。因为在加热或冷却过程中，转子温度上升或下降的速度比气缸快，相应的膨胀或收缩速度也比气缸快。当我们放入均压箱向汽封供应蒸汽时，汽封套受热后向两侧膨胀，对整个缸体的膨胀影响不大。当与汽封对应的转子主轴部分受热时，转子会伸长。汽封加热对转子伸长值的影响由供汽温度决定，但加热时间也有影响。因此，冷启动时均压罐的压力不宜过高。一般应保持在0.1MPA以下，温度应在250摄氏度左右。当抽气系统投入运行并开始抽真空时，如果膨胀差过快地变为正值，则可以降低均压罐的压力或适当提高冷凝器的真空度，因为提高真空度可以降低真空度。蒸汽密封中的蒸汽量。停留时间。

一般来说，冷态开机时，从汽封进入的蒸汽的温度和压力应较低，真空度应提高得较快，以便尽快达到冲洗的条件。确保安全。

2.热身和加速阶段。

从急速到匀速，扩张差基本持续上升。此阶段蒸汽流量较小，蒸汽主要在调节阶段做功。只有在中速暖机后提高发动机转速时，膨胀差才会趋于减小。这主要是因为随着转速的增加，离心力增大，轴向分力也增大，使得转子变厚变短。同时，气缸温度逐渐升高，气缸的膨胀速度也增大，相对滞后于转子的膨胀值。冲洗时，蒸汽压力和温度应适当降低，但温度应保持一定的过热度，冲洗速率应较低。冲洗过程中，密切注意筒体温度变化。如果此时膨胀差的正值太大，应稳定转速，或降低真空度，让蒸汽在气缸内停留更长时间，使发动机充分预热。有时在预热和加速过程中，如果缸体疏水性调节不当，会影响膨胀差。因此，在启动发动机时应注意控制缸体的疏水性。为了防止膨胀表数据失真，还应密切观察机组热膨胀和轴向位移的变化，通过热膨胀和轴向位移的比较进一步判断膨胀变化。同时，更重要的是密切监测机组的振动，特别是超过临界转速时。

3.定速并联负载阶段。

由于从升速到定速的时间很短，蒸汽温度和流量几乎没有变化，对膨胀差的影响只有在转速固定后才能体现出来。转速固定后，膨胀差增大幅度较大，持续时间较长，特别是发电机并网后。在低负荷预热阶段，蒸汽对转子和气缸的加热更加强烈。并网后，随着调节蒸汽阀开度越大，调节级温度上升越快，调节蒸汽阀开启速度对膨胀差的影响也越大。也就是说，为了防止膨胀差变化过快开yun体育官网入口登录APP下载，发动机并网后应在低负荷下预热一段时间。具体的低负荷预热时间由气缸上下壁温的变化、调节级温度和膨胀差决定。趋势将决定。只有当扩展差值呈下降趋势且比并网时低10%时，才能逐步增加负荷。一旦膨胀差再次上升并达到并网时的值，就应适当减缓甚至停止负荷增加。继续预热机器。这样一直持续到机组负荷上升到额定值为止。

一般来说，影响机组膨胀的因素主要有以下几点：预热时间的长短、凝汽器真空度的变化、轴封供汽温度和供汽时间的长短、主蒸汽温升、温降率、负荷变化的影响等

简单来说，冷启动机组应做到以下几点：“调整真空度，稳定蒸汽供应，慢慢提高转速，慢慢预热发动机。低负荷时不要急于求成，然后再提高转速”。当气缸温度较高时气缸温度。” （来源：发电生产科技园）