淺談汽輪機(jī)運(yùn)行主要參數(shù)的監(jiān)視

王 琦

（勝利發(fā)電廠二期運(yùn)行部，山東 東營 257000）

汽輪機(jī)運(yùn)行中的主要監(jiān)視項(xiàng)目，除汽溫、汽壓及真空外，還有脹差、軸向、位移振動(dòng)等，在正常運(yùn)行中，為保證機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，運(yùn)行人員必須對(duì)其嚴(yán)密監(jiān)控。

1 參數(shù)變化對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的影響

蒸汽參數(shù)的變化，將引起汽輪機(jī)的功率和效率變化，并且使汽輪機(jī)通流部分的某些部件應(yīng)力和機(jī)組的軸向推力發(fā)生變化。當(dāng)變化幅度在允許范圍之內(nèi)時(shí)，只對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性發(fā)生一些影響；當(dāng)變化幅度超過運(yùn)行規(guī)定的允許范圍時(shí)，則對(duì)機(jī)組運(yùn)行的安全性構(gòu)成威脅。

1.1 主蒸汽壓力的變化。主蒸汽壓力升高時(shí)，如其它參數(shù)和調(diào)門開度不變，則進(jìn)入汽輪機(jī)的流量要增加，機(jī)組的焓降也增加，使機(jī)組負(fù)荷增大。如保持負(fù)荷不變，則此時(shí)應(yīng)關(guān)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(jī)組經(jīng)濟(jì)性提高。但汽壓升高時(shí)，可能會(huì)使調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉過負(fù)荷。主蒸汽壓力降低時(shí)，因汽輪機(jī)焓降減小，經(jīng)濟(jì)性降低。如保持負(fù)荷不變，則應(yīng)開大調(diào)節(jié)汽門，但此時(shí)會(huì)引起調(diào)節(jié)級(jí)理想焓降減小，末級(jí)焓降上升，同時(shí)由于蒸汽流量也增加，故末級(jí)隔板和動(dòng)葉應(yīng)力上升較多，而且轉(zhuǎn)子所受軸向推力也會(huì)上升。

1.2 主蒸汽溫度變化。主蒸汽溫度升高時(shí)，蒸汽的理想焓降增加且排汽濕度降低而有利于汽輪機(jī)的熱效率提高。但汽溫高于允許值，對(duì)設(shè)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(jì)時(shí)間上都必須嚴(yán)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(shè)備損壞或縮短使用壽命。運(yùn)行中主蒸汽溫度降低對(duì)汽輪機(jī)安全與經(jīng)濟(jì)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(shí)若維持額定負(fù)荷，則蒸汽流量的增加對(duì)末級(jí)葉片極為不利。汽溫降低還使汽輪機(jī)各級(jí)反動(dòng)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(shí)，會(huì)使再熱器和中壓缸前幾級(jí)金屬材料強(qiáng)度下降，縮短使用壽命，再熱汽溫過高還會(huì)引起再熱器爆管。再熱汽溫低于允許溫度時(shí)，會(huì)使末級(jí)葉片應(yīng)力上升，而且濕度增加；若長期在低溫下運(yùn)行，會(huì)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(huì)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(yīng)變化，壓損大小對(duì)經(jīng)濟(jì)性有明顯的影響。

1.5 真空。真空是影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的主要參數(shù)之一，運(yùn)行中應(yīng)保持真空在最有利值。真空降低，即排汽壓力升高時(shí)，汽輪機(jī)總的焓降將減少，在進(jìn)汽量不變時(shí)，機(jī)組的出力將下降。如果真空下降時(shí)維持滿負(fù)荷運(yùn)行，蒸汽流量必須增加，可能引起汽輪機(jī)前幾級(jí)過負(fù)荷。真空惡化時(shí)，排汽室溫度升高，還會(huì)引起機(jī)組中心變化，從而產(chǎn)生較大的振動(dòng)。此外，末級(jí)長葉片對(duì)允許的最低真空也有嚴(yán)格規(guī)定。

2 監(jiān)視段壓力

調(diào)節(jié)級(jí)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(jī)負(fù)荷的大小和通流部分的清潔程度。在壓力級(jí)通流面積沒有改變和沒有結(jié)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(diǎn)；另一方面在流量不變的情況下，壓力級(jí)結(jié)垢會(huì)引起壓力升高，所以也是監(jiān)視有無結(jié)垢的監(jiān)視點(diǎn)。

3 脹差的監(jiān)視

正常運(yùn)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(dāng)機(jī)組運(yùn)行中蒸汽溫度或工況大幅度快速變動(dòng)時(shí)，脹差變化有時(shí)也是很大的；有可能出現(xiàn)動(dòng)靜碰撞。機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)峰時(shí)，負(fù)荷變化速率太大，主蒸汽、再熱蒸汽溫度短時(shí)內(nèi)有較大的變化，汽缸夾層內(nèi)由于導(dǎo)熱管泄漏有冷卻蒸汽流動(dòng)，汽缸法蘭結(jié)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(jìn)水時(shí)，脹差指示很快就會(huì)超限。

4 軸向位移的監(jiān)視

汽輪機(jī)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(dòng)作保護(hù)值，一般為推力瓦厚度減0.1——0.2mm，其意義是當(dāng)推力瓦烏金熔化，磨損面瓦胎金屬尚未觸及推力盤時(shí)即跳閘停機(jī)，這樣推力盤和機(jī)組內(nèi)部不致?lián)p壞，修復(fù)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(yīng)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(jié)垢等，特別是汽缸進(jìn)水都會(huì)引起軸向推力增大。

5 機(jī)組振動(dòng)

不同機(jī)組、同一臺(tái)機(jī)組的不同軸承，都有其振動(dòng)特點(diǎn)和變化規(guī)律，因此應(yīng)經(jīng)常注意機(jī)組振動(dòng)情況及變化規(guī)律，以便異常時(shí)能夠正確判斷和處理。引起機(jī)組振動(dòng)的原因有：機(jī)械激振力、電磁激振力、軸承座松動(dòng)以及由于運(yùn)行工況變動(dòng)引起振動(dòng)。引起振動(dòng)的運(yùn)行工況主要有：

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

5.2 油膜自激振蕩。當(dāng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度超過一定值時(shí)，其轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)中心出現(xiàn)一種不穩(wěn)定的渦動(dòng)現(xiàn)象。轉(zhuǎn)子的渦動(dòng)轉(zhuǎn)速約為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的一半，又稱半速渦動(dòng)。如果正好碰上渦動(dòng)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速相重合，則半速渦動(dòng)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(jī)組轉(zhuǎn)子的固有頻率都比中小型機(jī)組低，相應(yīng)的臨界轉(zhuǎn)速也低；另外，大容量機(jī)組轉(zhuǎn)子數(shù)量多，軸系臨界轉(zhuǎn)速分布復(fù)雜。機(jī)組在升、降速過程中要越過多個(gè)轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速和軸承座、基礎(chǔ)框架等構(gòu)件的共振轉(zhuǎn)速。啟動(dòng)過程中要避開各臨界轉(zhuǎn)速，找到一個(gè)合適的定速暖機(jī)轉(zhuǎn)速；出現(xiàn)故障需要保持轉(zhuǎn)速時(shí)，不要停留在臨界轉(zhuǎn)速附近。

6 結(jié)論

在汽輪機(jī)的正常運(yùn)行中，運(yùn)行人員要對(duì)反映機(jī)組運(yùn)行狀況的各種參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，掌握其變化趨勢(shì)，分析其變化原因，及時(shí)調(diào)整，避免超限，同時(shí)還要力求在較經(jīng)濟(jì)的工況下運(yùn)行；另外，還要通過對(duì)設(shè)備的定期檢查，掌握運(yùn)行設(shè)備的健康狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)影響設(shè)備安全運(yùn)行的隱患，作好事故預(yù)想，避免設(shè)備損壞。對(duì)于汽輪機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)的各種報(bào)警，運(yùn)行人員應(yīng)特別重視，立即采取相應(yīng)措施，消除報(bào)警原因。