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#10机大修后启动中胀差问题 |
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| #10机大修后启动中胀差问题 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-24 8:42:09  |
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1、 设备概况
安阳电厂#10机组是东方汽轮机厂生产的亚临界高中压合缸的一次再热双缸双排汽单轴冲动凝汽式N300-16.7/537/537-3型汽轮机。#10机组主蒸汽系统采用“1-2”方式，再热蒸汽系统采用“2-1-2”方式的管路布置。本机组的推力轴承为转子的相对死点，使高中压转子向机头膨胀，低压转子向电机侧膨胀。绝对死点有两个，一个设在中低压轴承箱处，高中压外缸以此死点向机头侧膨胀，另一个设在低压外缸进汽中心线向机头偏移360mm处，低压缸以此死点向两侧膨胀。高压内缸相对于高压外缸的死点在高压进汽中心前475mm处，以轮缘槽定位分别向前后两个方向膨胀，低压内缸相对于低压外缸的死点，设在低压进汽中心线处，低压内缸经此死点向前后两个方向膨胀、机组依*这样一套滑销系统，使机组能够沿着预先规定的方向膨胀，保证机组安全运行。本机组高中压缸结构和蒸汽流向合理，汽缸刚性大，通流间隙对胀差限制小，低压部分采用斜平齿汽封，前轴承箱与基架间有润滑脂，因此机组启动和变负荷时胀差小启停灵活性和负荷适应性较好。
2、 存在问题
我厂#10机组投产以来，胀差基本稳定，不必进行十分特殊的控制，在冷态启动过程中胀差最大达到过+4.2mm，在正常运行中一般为2.0mm。#10机大修后的首次启动过程中，机组胀差达到控制极限值6.0mm而无法控制，不得不停机。在冷态启动过程中，高中压胀差成为影响我们开机的直接因素。
3、 分析原因
#10机组在大修中对原有的汽封系统进行了改造。改造前的汽封为传统汽封，其典型结构图(如图1)。其背部装有平板弹簧 片。每一圈汽封分成 六个汽封弧段，每个汽封弧段背部装有两个平板弹簧片，弹簧片将汽封弧段压向汽轮机转子轴，使得汽封齿与转子轴的径向间隙保持最小，通常为0.6-0.935mm。
该汽封在汽机启动时，尤其是过临界时，转子轴振动大，使得具有较小间隙的汽封齿与转子间产生摩擦。当机组正常运行时，振动减少，被磨损的汽封齿与转子的径向间隙相对设计安装时增大，使得蒸汽泄漏量大，蒸汽有用功减少，降低了机组的热效率。
传统汽封的特点：设计安装时，汽封齿与转子间隙大，启机过程临界时，局部间隙为零，正常运行时径向间隙大，蒸汽泄漏量大，热效率低，安全性差。
布莱登汽封的结构型式(见图2、图3)，其汽封弧段端面间装有螺旋圆柱弹簧。每一圈布莱汽封也分成六个汽封弧段，在必要的汽封弧段的端面上钻有弹簧安装孔，用来安装弹簧。在每一个汽封弧段的背面进汽侧铣出一个通汽槽道，可以让高压侧的蒸汽进入汽封弧段的背面，并对汽封弧段产生一个蒸汽作用力。这个作用力是随着汽轮机蒸汽进入量的增加而增大的。(见图2)
汽轮机启动时，由于进入汽轮机的蒸汽量少，因此进入汽封弧段背部的蒸汽量少，作用于汽封弧段背部的蒸汽作用力就小，在汽封弧段端面间的弹簧作用下，每一汽封弧段相互推开，汽封齿与转子轴的径向间隙大，避免了汽封齿与转子轴的摩擦(见图2)
随着进入汽轮机的蒸汽量的增加，关闭力大于开启力，作用于汽封弧段背部的蒸汽作用力克服了作用于汽封弧段有齿侧的蒸汽作用力，弹簧弹力及摩擦力，将汽封弧段压向转子轴，使得汽封齿与转子轴间隙变小，这样蒸汽漏量减少，热效率高。(见图3)
布莱登汽封的特点是汽封齿与转子的间隙可调整，启机时间隙最大，正常运行时间隙最小;隔板汽封的蒸汽泄漏量少|，端部汽封蒸汽泄漏量少，叶顶汽封蒸汽泄漏量少(由于避免了转子由于隔板汽封、端部汽封摩擦所造成的临时性弯曲，因而安装于转子叶片上的叶顶汽封就能保持完好，叶顶汽封的泄漏量就少)。机组的安全性好，热效率高。
综合以上分析，布莱登汽封在机组启动初期虽然由于其轴封间隙大避免了轴封齿与转子轴的摩擦，但同时也正是由于启动初期轴封间隙大，造成启动时轴封过汽量大加热了转子，致使转子的膨胀超前于汽缸的膨胀很多，使得#10机在启动时，尤其是在冷态启动时正胀差大。
4、 采取对策
1) 降低冷态启动时的蒸汽参数
300MW汽轮机运行规程中规定，机组冷态启动时的蒸汽参数为主蒸汽压力4.9-5.88Mpa，主蒸汽温度为330-360℃，再热汽温度300-330℃，凝汽真空83Kpa ，现降低为主蒸汽压力3.1-3.4Mpa，主蒸汽温度310-330℃，再热汽温度 300-320℃，凝汽器真空80Kpa。
2) 轴封供汽由高辅联箱改为低辅联箱供
本机高辅联箱的设计压力最高不超过1.2Mpa，温度不超过 350℃度，正常运行中压力一般为0.7Mpa ，温度为300℃。低辅联箱的设计压力最高不超过0.5Mpa ，温度不超过250℃，正常运行中压力一般为0.45Mpa，温度为250℃。大修前机组启动时轴封由高辅供，未发现有何不妥。＃10机大修后的首次启动时仍采用高辅供，但正胀差大，后改为低辅供汽后，正胀差有所降低。
3) 投入夹层加热装置
汽缸夹层加热装置在启动过程中能加速加热高、中压外缸内壁和高、中压缸内缸外壁，机组冷态启动时，由于汽缸热容量比转子大得多，故其热膨胀总是滞后于转子热膨胀，采用夹层加热装置有效地改善了汽缸与转子热胀不同步，同时也降低了高、中压内、外缸的温差，降低了机组的胀差，为加快机组启动速度创造了条件。#10机组至投运以来夹层加热装置未投用过 ，#10机组大修后的首次启动中因胀差大机组无法启动，此时投入夹层加热装置后有效地控制了机组的胀差，使机组胀差控制在5.0mm以内，保证了#10机组的正常开启。
4) 投入盘车预暖装置
盘车预暖装置在启动过程中能改善汽轮机的启动条件，它的暖机效果好，利于控制金属的温升及胀差，且节省了启动时的锅炉的燃油量，提高经济性。汽源可采用高辅联箱、低辅联箱、或高低辅联箱并供。
5、 效益分析
1)经采取以上措施后，#10机的胀差控制在正常范围内，保证机组在规定期限内启动成功。为#10机组大修划上了一个圆满的句号。
2)使高压缸在启动早期得到了较好的预暖，缩短了开机时间，节约了启动时锅炉的燃油量，提高了经济性。
参考文献：
(1) 布莱登汽封说明书
(2) 《#9、10机组汽轮机运行规程》
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