600MW汽輪機上下缸溫差大的原因及應對探討

楊建旭

（四川白馬循環流化床示范電站有限責任公司，四川 內江 641000）

汽輪機的運行經常是處在高溫高壓的環境下。在汽輪機的運行過程中，如果發生進水故障，汽輪機的下缸就會在冷水的作用下急劇冷卻，引起缸體的嚴重變形，造成大軸和碰摩彎曲，在一定程度損害葉片導致整個汽輪機無法正常運行。一旦汽輪機發生故障輕則讓發電廠遭受經濟損失，重則會引起設備安全事故，對工作人員的人身造成傷害。因此對引起600MW汽輪機設備故障原因進行分析，探究600MW汽輪機上下缸溫差大的起因，并通過分析采取有效的預防和維修措施是非常重要的。

1 600MW汽輪機上下缸溫差大的影響

汽輪機在運行過程中一旦出現上下缸溫差過大后，汽輪機內部轉子的偏心率就會受到影響，當轉子的偏心率逐漸增大，轉子的偏心運動也逐步加大，這就會加劇缸體內部與轉子之間的摩擦力，摩擦力的增大會直接導致發熱量的加劇，最終導致溫度急劇上升，轉子與汽輪機背部的摩擦碰撞還會給汽輪機的運行安全帶來極大的危險。溫度的升高汽輪機上下缸溫差逐漸增大，而溫度升高帶來的后果之一就是缸體變形，缸體變形又會造成汽輪機內部密封面的漏氣。另外缸體的變形會導致動靜副之間的間歇變小，摩擦進一步加劇，最終會導致大軸發生彎曲，汽輪機振動加劇，無法正常平穩的運行。

2 600MW汽輪機上下缸溫差大的原因

（1）設計的不合理

600MW主要由汽缸、轉子以及附屬設備組成，在實際的設計過程中為了汽缸生產以及運輸的便利性，將汽缸分割成兩部分進行設計，而在一些特殊的情況下會將汽輪機分成多個部分進行設計。同時為了達到良好的保溫效果，在汽輪機的外部有時還會加轉一層外套層。600MW汽輪機內部轉子主要由主軸、葉輪和葉片等幾個部件組成。而汽輪機的附屬設備包括疏水系統、測溫系統以及進排風系統。內部建構的復雜性，導致汽輪機在組裝時要求裝配的精度非常高。因此汽輪機設計過程中，每個零部件的設計都非常重要，一個小零部件的設計偏差就會導致汽輪機在進行組裝運行后產生汽缸上下溫差加劇的結果。

（2）汽輪機組裝不合理

600MW汽輪機的內部結構復雜，組成零部件也較多，在設計階段，汽缸的分體設計為后期汽輪機裝配帶來了一定的難度。汽輪機的裝配精度要求高，但是眾多的零部件在組裝過程中，一旦出現一個小零部件的組裝沒有達到精度要求，也會造成汽輪在運行過程中產生上下缸溫差加劇的結果。

（3）汽輪機的操作不當

600MW汽輪機在運行過程中發生機組跳閘時，由于工作人員操作失誤誤開了疏水電動門，引起汽輪機汽缸內形成冷水冷氣，從而導致汽輪機上下缸溫差問題。另外，當汽輪機運行一段時間后按照汽輪機的操作規程，應該開啟頂軸油泵和交直流潤滑泵來確保汽輪機機組的正常運行。而頂軸油泵和交直流潤滑泵的開啟會造成疏水管道內的冷水倒流進入氣缸，從而引起汽輪機上下缸溫差過大。工作人員在開啟頂軸油泵和交直流潤滑泵后，按照經驗判斷沒有對汽缸進行徹底的疏水操作，這就會導致汽缸內的冷水冷氣進入夾層從而加劇汽輪機上下缸的溫差。

（4）汽輪機的設備運行不當

在600MW汽輪機的運行中由于下汽缸散熱面積大保溫性能較低，導致上下缸的溫差能達到很高的數值。另外，汽輪機在運行啟停過程中，下汽缸的溫度變化比較大，而如果發生疏水系統的不通暢，汽輪機在運行時冷水會倒流進去汽缸導致下汽缸溫度下降。在汽輪機運行過程中溫度逐漸升高，氣化后的水氣在遇到汽缸壁時冷凝回流到下汽缸內。這幾種下汽缸運行過程中的下汽缸溫度下降的原因都會導致汽輪機上下缸體溫差加劇。

熱敏傳感器在工作時如果不能夠安裝在合理的位置，那么在實際600MW汽輪機運行過程中，就不能準確的測量汽輪機溫度的變化，從而引起汽輪機故障。

（5）設備維護不及時

600MW汽輪機長期在高溫高壓的環境下工作，內部零部件的工作強度極大，因此及時的進行設備的維護保養是保證汽輪機安全運行的一個重要環節，而如果設備的維護保養不及時，對汽輪機內部故障零部件不進行及時的更換和維修，很容易引起汽輪機故障以及汽輪機安全事故。

（6）汽輪機質量影響

600MW汽輪機高溫高壓的工作環境以及高強度的工作狀態，對汽輪機在生產制造過程中零部件的材料選擇以及汽輪機部件的生產質量有很高的要求。

3 600MW汽輪機上下缸溫差大故障應對措施

（1）600MW汽輪機運行過程中產生大量的熱量，但是汽缸的內部結構由于生產運行需要密封性良好，從而導致汽輪機內部的熱量不容易散失。另外汽輪機的高速運轉時內部摩擦也會產生大量的熱量，因此做好汽輪機內部溫度的監測、記錄很重要。同時要對監測數據進行記錄分析，逐步的掌握汽輪機上下缸溫差出現變化的情況以及工況，以便進行后期的汽輪機上下缸溫差大故障原因分析，根據溫度監測，一旦發現汽輪機出現上下缸溫差變大的情況，及時采取措施控制溫差擴大。

（2）優化汽輪機的設計

600MW汽輪機在運行時，往往會出現啟動時動力不足的情況。這主要是由于汽輪機在設計時沒有考慮機組運行時高負荷量的因素，因此在實際的汽輪機運行時會出現汽輪機啟動時疏水系統工作不良好。在進行汽輪機的機構性能設計時，要充分考慮能夠影響汽輪機運行情況的各種因素。對汽輪機在實際運行過程中出現的一些運行狀況不良好的情況進行充分的調研和參考研究，結合汽輪機運行的具體工作環境對汽輪機的設計進行優化。另外600MW汽輪機在安裝時一定要按照汽輪機生產廠家提供的組裝標準，根據標準的精度以及安裝順序進行安裝，在安裝的每一步都要進行反復的核實，將安裝時人為影響汽輪機安裝精度的因素降到最低。

（3）汽輪機疏水系統改造

將汽輪機的疏水系統進行優化，將汽缸內的疏水系統與主蒸汽管道的疏水系統進行有效的隔離，避免在汽輪機啟停時疏水系統互相影響，保證在汽輪機的整個運行過程中疏水系統的疏水效果保持最佳狀態。

（4）優化汽輪機在運行時的運行問題

針對汽輪機在啟停時疏水系統問題導致冷水回流汽缸造成汽缸上下缸溫差增大的情況，可以適當的對疏水管道的高度進行調節，同時把輸水管道盡量梳理平整，盡量減少汽輪機在啟停過程的冷水回流現象。

（5）對汽輪機零部件的采購以及生產質量進行嚴格把控

汽輪機的安全可靠運行是保證發電廠正常發電的重要因素，而汽輪機的質量直接影響著汽輪機在實際工作工程中能否安全穩定運行，因此汽輪機生產廠家在生產汽輪機的時候，要對汽輪機的各個零部件質量進行嚴格把控，從設計階段就要嚴格要求零部件的制造材料，以及零部件工藝處理手段，生產過程中也要嚴格把控生產制造每一個環節中能夠影響汽輪機質量的因素，保證汽輪機的制造質量達到行業以及國家標準的要求。

4 結語

600MW汽輪機在發電廠日常發電工作中的正常運行，影響著整個發電廠發電量以及整個發電廠正常發電。而發電廠的正常工作則影響著生產生活的方方面面。因此在對汽輪機上下缸溫差大的原因及其故障后果進行充分的分析了解后，在汽輪機的設計制造過程中要嚴格要求，不斷的對汽輪機運行以及設計中的不合理現象進行改進，不斷的在設計制造中針對汽輪機上下缸溫差大的具體原因深入分析，提出優化革新設計方案，保證汽輪機在日常工作中的安全穩定運行。