第四章汽轮机的胀差一、基本概念胀差：转子与汽缸沿轴向膨胀之差值，称为转子与汽缸的相对膨胀差，简称胀差。胀差的变化规律：热正冷负汽轮机在启动及加负荷过程中，转子温度升高比汽缸快，因而转子膨胀值大于汽缸膨胀值，胀差为正；相反，在停机或减负荷过程中，汽缸收缩比转子慢，胀差为负。汽轮机的转子质量比汽缸小（高压汽轮机高压段的转子质量一般只有汽缸的1/3-1/4），转子与蒸汽接触的表面积大，是汽缸与蒸汽接触表面积的5倍左右，因此启动和加负荷过程中，转子的温升比汽缸快，轴向膨胀值比汽缸大，从而出现正胀差。停机和降负荷时转子收缩比汽缸快，出现负胀差胀差负值比正值更危险N125-135/550/550型汽轮机膨胀示意图1-叶片2-喷嘴3-推力轴承4-支持轴承5-死点级内间隙b＜级间间隙a若胀差为正值，表明转子膨胀较汽缸大，即转子以推力轴承为固定点，相对于汽缸往后伸长，使喷嘴出口轴向间隙b增大，入口轴向间隙a减小。若胀差为负值，则表明转子收缩比汽缸快，喷嘴出口轴向间隙b变小，入口轴向间隙a增大。所以胀差负值比正值更危险汽轮机胀差正值大的原因有：启动暖机时间不足，升速或增负荷过快；汽缸夹层、法兰加热装置用汽温度太低或流量太小，引起加热不足；汽轮机进汽温度升高；轴封供汽温度升高，或轴封供汽量增大；进入汽轮机的蒸汽流量增大；滑销系统轴承台板滑动卡涩，汽缸胀不出；汽缸保温脱落或有穿堂冷风；双缸夹层中流入冷汽或冷水等。二、汽缸过大正负胀差的原因胀差负值大的原因有：负荷下降速度过快或甩负荷；汽温急剧下降；水冲击；轴封汽温降低；汽缸夹层、法兰加热装置加热过度；轴承油温过低；双层缸夹层中流入高温蒸汽（如进汽管漏汽）等。实例：200MW机组正胀差大的原因和处理汽缸过大正胀差的排除（一）汽缸膨胀不畅原因原因：大功率汽轮机由于高中压转子达几十吨，而使第二轴承座（中轴承座）摩擦力很大。采用充油台板，充油不及时，油质不合格、台板毛刺等原因，造成启动过程汽缸膨胀受阻，出现正胀差。现象：高中压缸膨胀值达不到设计值，轴承座启动膨胀曲线出现跳跃，甚至有咚咚的响声。危害：卡涩使汽缸滑动受阻，膨胀能量便在缸体薄弱之处以变形方式储存起来，使动静摩擦、轴承箱变形、开裂、转子弯曲等。通过临界转速时，卡涩可能巧获克服，缸体弹复产生跳跃，出现响声。中压缸突然胀出，高压缸滑销系统可能无法保证这一冲击力与轴线一致，造成高压缸卡住，整个机组汽缸变形或卡涩。处理：耐磨塑料台板，自润滑石墨台板6个角销，6个纵销，4个横销,4个工字销，S该机组停运5个月后，启动中发现高、中轴承箱膨胀曲线呈阶梯跳跃现象，中压缸正胀差大,报警，只能维持110MW负荷。原因：（1）充油台板油脂凝固，汽封凝结水泄入轴承座下部，造成锈蚀,轴承座滑销系统卡涩或台板毛刺，影响自由滑动。（2）汽缸侧工字键要比轴承座侧高1.5~0.3mm，这个值叫预应力。因为高压缸是上缸猫爪支撑在轴承座上，下缸吊在上缸上，当下缸向下位移时，工字键保持水平。安装时对此公差未与重视。（2）汽缸侧工字键要比轴承座侧高1.5~0.3mm，这个值叫预应力。因为高压缸是上缸猫爪支撑在轴承座上，下缸吊在上缸上，当下缸向下位移时，工字键保持水平。安装时对此公差未与重视。当下缸向下位移时，工字键低头刚度减弱，降低了推动力的传递，中轴承箱膨胀受阻。处理：（1）检修中台板，打磨，加油，更换加油嘴（2）调整1#对轮的下张口0.44mm（2#、3#瓦上抬），为保证动静间隙，下汽缸上抬，正好满足制造厂规定的汽缸侧工字键要比轴承座侧高1.5~0.3mm的预应力值。（3）处理水蚀实例：200MW机组负胀差大的原因和处理现象：5#机组大修后，发现高压缸负胀差增大，-1.5mm，接近保护动作值，只能维持120MW。并先后掉闸11次，同时发现高压缸前后漏汽严重，高压缸绝对膨胀为25~26mm。高旁门杆漏汽严重，而该漏汽进入轴封排汽系统。机组高压缸与轴承箱间工字键温度比其他机组高（235℃,其他机组为85℃），对工字键吹风降温，高压缸负胀差降为-0.7。轴封加热器排汽口余汽排汽量大于其他机组，入口应为负压，而现在为0.5MPa。机组串轴值大修前为0.1mm,而现在为0.3mm，说明转子向发动机侧推移了0.2mm。分析：造成高压缸负胀差大的原因是高压缸前后轴封漏汽严重，导致汽缸膨胀量增加，工字键温度高，高压缸比正常膨胀值多向前移动了一定数值，而串轴又将转子向后移动了0.2mm，造成高压缸出现负胀差。漏汽来源于高旁门杆漏汽，门杆漏汽造成轴封排汽不畅，轴封漏汽严重，加热了汽缸和工字键。处理：修研高旁门杆，处理漏汽调整高中压转子位置，由于该机中压缸存在正胀差大，高压缸出现负胀差，故对推力瓦做了调整，在中压转子侧加垫0.3mm，在高压转子侧减垫0.3mm。，使整个转子向机头方向移动0.3mm。调整后高压转子速度级间隙为1.2~1.45mm，（调整前为0.9~1.15mm）符合制造厂要求。结果：经上述处理后，启动带负荷200MW，高压缸负胀差为-0.2~0.4mm之间。推力轴承壳体的轴向位置调整汽轮机汽缸膨胀死点：横销和纵销交点，一般在排汽缸转子和汽缸之间的相对死点：推力轴承瓦块工作面推力轴承壳体在轴承座内的轴向位置由定位块决定，见附图4-1.定位块包括调整螺钉、可调楔块、固定楔块与垫片。当需要得到汽轮机在汽缸内正确位置时，可用调整螺钉，使可调楔快上下移动，从而，改变推力轴承壳体在轴承座内的的轴向位置。当进行调整时，应拆去锁紧线，并松开锁紧螺母，才能转动调整螺钉。如果轴端测微计指示出转子不在正确位置，即使在机组运行时，有必要的话，也能进行调整。调整螺钉转一圈，可改变推力轴承壳体的轴向位置0.1mm。如果要求移动量大于0.8mm左右，必须更换垫片。顺时针方向旋转调整螺钉，可使可调楔块向下移动。轴承座两边的调整螺钉，必须改变相同的量，但方向相反。在壳体一端的一对楔块，给定了转子正确的轴向位置后，另一端的一对楔块也必须嵌紧，以防止壳体在轴承座内轴向移动。这种可调定位块的结构，在安装、检修时，易于拆装。
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