【干货】机组冷态启动过程中胀差的控制

摘要：汽轮机与汽缸的相对膨胀，称为胀差。习惯上规定转子膨胀大于汽缸膨胀时的胀差值为正胀差，汽缸膨胀大于转子膨胀时的胀差值为负胀差。根据汽缸分类又可分为高差、中差、低差。我厂控制的胀差：高差：18.39—28.92，中差：5.88—15.89，低差：8.19—40.91，单位：MM.研究胀差的变化即是探测汽轮机轴向动静部分的间隙变化，避免发生碰撞，损坏设备，造成重大损失。由于汽轮机转子与汽缸的表面积不同，厚度、形状不同，加热、冷却的速度是不一样的，转子加热、冷却速度比汽缸快，因此胀差的规律是热正冷负。机组冷态启动时转子膨胀快、汽缸膨胀慢，因此控制胀差直接关系到机组安全运行，意义重大。

关键词：冷启胀差控制

引言

机组冷态启动过程中，从供轴封、冲转、并网带负荷至满负荷.由于转子体积小，膨胀快，反之汽缸膨胀慢，所以控制胀差就要从汽封供轴封做起。

1、汽封供汽抽真空阶段

从汽封供汽抽真空到转子冲转前胀差值是一直向正方向变化的。因为在加热或冷却过程中，转子温度升高或降低的速度都要比汽缸快，相应的膨胀或收缩的速度也要比汽缸快。在对汽封供汽时，汽封套受热后向两侧膨胀，对整个汽缸的膨胀影响不大。而与汽封相对应的转子主轴段受热后则使转子伸长。汽封供热对转子伸长值的影响是由供汽温度来决定的，但加热时间也有影响。当抽气系统投入并开始抽真空后，如果胀差向正值变化过快，可以采取降低轴封压力或适当提升凝汽器真空的方法，因为通过提升真空可以减少蒸汽在汽封中的滞留时间。总体上来说，冷态开机，汽封来汽温度和压力应该低一些，真空应该提升的快一点，在确保安全的前提下尽早达到冲转的条件。

2、冲转、暖机升速阶段

从冲转到定速，胀差基本上继续上升。在这一阶段，蒸汽流量小，蒸汽主要在调节级内做功。转子膨胀快，所以冲转时，要控制低参数冲转。中速暖机以后再升速时，胀差值才会有减小的趋势。这主要是因为随着转速的升高，离心力增大，轴向的分力也增大了，而使转子变粗缩短。同时汽缸温度逐渐上升，汽缸的膨胀速度也在上升，相对迟滞了转子的膨胀值。在冲转过程当中要密切注意缸温的变化，此时如果胀差正值过高应稳定转速，或者降低真空，让蒸汽在汽缸中的滞留时间长一些，充分暖机。有时在暖机升速过程中，如果汽缸本体疏水调节不当也会影响到胀差，所以，开机时应当注意控制汽缸本体保温及疏水。为了防止胀差表数据失真，我们还应当密切观察机组热膨胀和轴向位移的变化，通过热膨胀，轴向位移的对比来进一步判断胀差变化。同时严密监视机组振动情况，特别是跨越临界转速时更为重要。

3、定速和并列带负荷阶段

这是控制胀差的重要阶段。由于从升速到定速的时间较短，蒸汽温度和流量几乎不变化，对胀差的影响在定速后才能反映出来。定速后，胀差增加的幅度较大，持续的时间较长，特别是在发电机并网以后。在低负荷暖机阶段，蒸汽对转子和汽缸的加热比较剧烈。并网后，随着调节汽门的开大，调节级的温度上升比较快，调节汽门的开启速度对胀差的影响比较大。为了控制胀差变化过快，并网后应但在低负荷状态下暖机一段时间，具体的低负荷暖机时间由汽缸上、下壁温度，调节级温度和胀差的变化趋势来定。在胀差回头或在可控时，才能开始控制主、再热汽温逐步提负荷，一般控制主再热汽温在470—510度，至240MW-300MW稳定负荷，等汽缸膨胀出来再升至额定参数。另外也可在低参数情况下逐步加负荷，一旦胀差又出现上涨并且达到并网时的数值时就应当适当的减缓升负荷速度甚至停止升负荷继续暖机。这样一直到机组负荷加至高负荷，等汽缸膨胀出来，胀差稳定在正常值后，提高参数。

另外，凝汽器真空的变化对胀差也有较大的影响。在汽轮机启动过程中，当机组维持一定转速或负荷时，改变凝汽器真空可以在一定范围内调整胀差。
       当真空降低时，欲保持机组转速或负荷不变，必须增加进汽量，使高压转子受热加快，其高压缸正胀差随之增大；由于进汽量的增大，中低压缸摩擦鼓风的热量容量被蒸汽带走，因而转子被加热的程度减小，正胀差减小。当凝汽器真空升高时，过程正好相反，应该指出，对不同的机组，不同的工况下，凝汽器真空变化对汽轮机胀差的影响过程和程度是不同的。

在这一阶段，控制好主再热汽温，满足低参数、大流量蒸汽来暖缸，是控制好胀差的关键。

总的来讲，影响机组胀差的因素主要有以下几点：冲转参数及暖机时间的长短，凝汽器真空的变化，轴封供汽温度的高低和供汽时间的长短，主蒸汽的温度及温升率，负荷变化。而这些因素都与主再热蒸汽的温度、温升或流量变化速度有关，因此，控制主再热蒸汽温度、温升和流量变化速度，这是控制胀差的有效方法。

故在汽轮机启动过程中，控制好主再热蒸汽温度和流量的变化速度，配以适合的真空，做好低参数大流量暖缸，就可以达到控制胀差的目的。