淺談汽輪機運行主要參數(shù)的監(jiān)視

王 琦

（勝利發(fā)電廠二期運行部，山東 東營 257000）

汽輪機運行中的主要監(jiān)視項目，除汽溫、汽壓及真空外，還有脹差、軸向、位移振動等，在正常運行中，為保證機組經(jīng)濟性，運行人員必須對其嚴密監(jiān)控。

1 參數(shù)變化對汽輪機運行的影響

蒸汽參數(shù)的變化，將引起汽輪機的功率和效率變化，并且使汽輪機通流部分的某些部件應力和機組的軸向推力發(fā)生變化。當變化幅度在允許范圍之內(nèi)時，只對汽輪機運行的經(jīng)濟性發(fā)生一些影響；當變化幅度超過運行規(guī)定的允許范圍時，則對機組運行的安全性構成威脅。

1.1 主蒸汽壓力的變化。主蒸汽壓力升高時，如其它參數(shù)和調(diào)門開度不變，則進入汽輪機的流量要增加，機組的焓降也增加，使機組負荷增大。如保持負荷不變，則此時應關小調(diào)節(jié)汽門，這樣主蒸汽流量將減小，汽耗率降低，熱耗率也降低，機組經(jīng)濟性提高。但汽壓升高時，可能會使調(diào)節(jié)級動葉過負荷。主蒸汽壓力降低時，因汽輪機焓降減小，經(jīng)濟性降低。如保持負荷不變，則應開大調(diào)節(jié)汽門，但此時會引起調(diào)節(jié)級理想焓降減小，末級焓降上升，同時由于蒸汽流量也增加，故末級隔板和動葉應力上升較多，而且轉(zhuǎn)子所受軸向推力也會上升。

1.2 主蒸汽溫度變化。主蒸汽溫度升高時，蒸汽的理想焓降增加且排汽濕度降低而有利于汽輪機的熱效率提高。但汽溫高于允許值，對設備可靠性和使用壽命方面都有影響；因此，在超溫的幅度上和累計時間上都必須嚴格加以限制。否則汽溫過高，金屬材料的蠕變速度加快，將引起設備損壞或縮短使用壽命。運行中主蒸汽溫度降低對汽輪機安全與經(jīng)濟性都是不利的。一方面由于汽溫降低蒸汽的理想焓降減小，排汽濕度增大，效率降低。另一方面，溫度降低時若維持額定負荷，則蒸汽流量的增加對末級葉片極為不利。汽溫降低還使汽輪機各級反動度增加、軸向推力增大。

1.3 再熱蒸汽溫度。再熱蒸汽溫度主要取決于鍋爐的特性和工況。再熱汽溫升高超過允許范圍時，會使再熱器和中壓缸前幾級金屬材料強度下降，縮短使用壽命，再熱汽溫過高還會引起再熱器爆管。再熱汽溫低于允許溫度時，會使末級葉片應力上升，而且濕度增加；若長期在低溫下運行，會使葉片遭到水蝕。

1.4 再熱蒸汽壓力。再熱蒸汽壓力是隨蒸汽流量變化而變化的。流量的變化還會引起再熱器及其冷熱段再熱管道的壓損變化，因而使再熱汽壓力也相應變化，壓損大小對經(jīng)濟性有明顯的影響。

1.5 真空。真空是影響機組經(jīng)濟性的主要參數(shù)之一，運行中應保持真空在最有利值。真空降低，即排汽壓力升高時，汽輪機總的焓降將減少，在進汽量不變時，機組的出力將下降。如果真空下降時維持滿負荷運行，蒸汽流量必須增加，可能引起汽輪機前幾級過負荷。真空惡化時，排汽室溫度升高，還會引起機組中心變化，從而產(chǎn)生較大的振動。此外，末級長葉片對允許的最低真空也有嚴格規(guī)定。

2 監(jiān)視段壓力

調(diào)節(jié)級汽室壓力及各抽汽段壓力通稱為監(jiān)視段壓力，可用于監(jiān)視汽輪機負荷的大小和通流部分的清潔程度。在壓力級通流面積沒有改變和沒有結垢的條件下，監(jiān)視段壓力與該處蒸汽流量近似成正比。所以一方面該壓力可作為流量變化的監(jiān)視點；另一方面在流量不變的情況下，壓力級結垢會引起壓力升高，所以也是監(jiān)視有無結垢的監(jiān)視點。

3 脹差的監(jiān)視

正常運行中，由于汽缸和轉(zhuǎn)子的溫度已趨于穩(wěn)定，一般情況下脹差變化很小。但當機組運行中蒸汽溫度或工況大幅度快速變動時，脹差變化有時也是很大的；有可能出現(xiàn)動靜碰撞。機組參與電網(wǎng)調(diào)峰時，負荷變化速率太大，主蒸汽、再熱蒸汽溫度短時內(nèi)有較大的變化，汽缸夾層內(nèi)由于導熱管泄漏有冷卻蒸汽流動，汽缸法蘭結合面漏入冷空氣，汽缸下部抽汽管道疏水不暢等都將將引起脹差的變化。特別是在高壓加熱器發(fā)生滿水，致使汽缸進水時，脹差指示很快就會超限。

4 軸向位移的監(jiān)視

汽輪機轉(zhuǎn)子的軸向位移，用于監(jiān)督推力軸承工作狀況。軸向位移動作保護值，一般為推力瓦厚度減0.1——0.2mm，其意義是當推力瓦烏金熔化，磨損面瓦胎金屬尚未觸及推力盤時即跳閘停機，這樣推力盤和機組內(nèi)部不致?lián)p壞，修復比較容易。推力瓦工作失常的初期，較難從推力瓦回油溫度來判斷。推力瓦烏金溫度表能較靈敏地反應瓦塊溫度的變化。蒸汽流量增大，真空降低，隔板磨損使漏汽量增大，通流部分結垢等，特別是汽缸進水都會引起軸向推力增大。

5 機組振動

不同機組、同一臺機組的不同軸承，都有其振動特點和變化規(guī)律，因此應經(jīng)常注意機組振動情況及變化規(guī)律，以便異常時能夠正確判斷和處理。引起機組振動的原因有：機械激振力、電磁激振力、軸承座松動以及由于運行工況變動引起振動。引起振動的運行工況主要有：

5.1 摩擦振動。若運行調(diào)整不當，蒸汽參數(shù)變化過快以及汽輪機進水或冷蒸汽，造成機組膨脹或收縮不均，差脹急劇變化，以及軸向位移過大，都會引起動靜部分間隙消失，以至產(chǎn)生摩擦振動。

5.2 油膜自激振蕩。當轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度超過一定值時，其轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心出現(xiàn)一種不穩(wěn)定的渦動現(xiàn)象。轉(zhuǎn)子的渦動轉(zhuǎn)速約為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的一半，又稱半速渦動。如果正好碰上渦動轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速相重合，則半速渦動的幅值由于發(fā)生共振而激烈增加，這就是油膜自激振蕩。5.3臨界轉(zhuǎn)速共振。大容量機組轉(zhuǎn)子的固有頻率都比中小型機組低，相應的臨界轉(zhuǎn)速也低；另外，大容量機組轉(zhuǎn)子數(shù)量多，軸系臨界轉(zhuǎn)速分布復雜。機組在升、降速過程中要越過多個轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速和軸承座、基礎框架等構件的共振轉(zhuǎn)速。啟動過程中要避開各臨界轉(zhuǎn)速，找到一個合適的定速暖機轉(zhuǎn)速；出現(xiàn)故障需要保持轉(zhuǎn)速時，不要停留在臨界轉(zhuǎn)速附近。

6 結論

在汽輪機的正常運行中，運行人員要對反映機組運行狀況的各種參數(shù)進行監(jiān)測，掌握其變化趨勢，分析其變化原因，及時調(diào)整，避免超限，同時還要力求在較經(jīng)濟的工況下運行；另外，還要通過對設備的定期檢查，掌握運行設備的健康狀況，及時發(fā)現(xiàn)影響設備安全運行的隱患，作好事故預想，避免設備損壞。對于汽輪機組運行中出現(xiàn)的各種報警，運行人員應特別重視，立即采取相應措施，消除報警原因。