汽輪機脹差增大的原因處理

脹差是指汽輪機轉子與汽缸沿軸向的相對膨脹差值，其增大可能導致機組動靜部件摩擦，威脅設備安全。以下是脹差增大的核心原因及對應處理措施：

一、脹差增大的主要原因

脹差分為正脹差（轉子膨脹大于汽缸膨脹）和負脹差（汽缸膨脹大于轉子膨脹），兩者原因不同，需分別判斷：

1. 正脹差增大的原因

- 機組啟動或加負荷時，轉子加熱速度遠快于汽缸（轉子質量小、導熱性好，且受蒸汽直接沖刷），導致轉子膨脹更快。

- 蒸汽參數異常：主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度驟升，或蒸汽流量突然增加，轉子受熱加速。

- 汽缸保溫層損壞、脫落，或汽缸冷卻水（如夾層冷卻、法蘭螺栓冷卻）流量過大，導致汽缸散熱過快、膨脹受阻。

- 軸向位移異常增大，間接帶動脹差正向偏移。

2. 負脹差增大的原因

- 機組停機或減負荷時，轉子冷卻速度快于汽缸，轉子收縮更明顯。

- 蒸汽參數驟降：主蒸汽、再熱蒸汽溫度突然降低，或蒸汽流量大幅減少，轉子快速失熱收縮。

- 汽缸加熱裝置（如法蘭螺栓加熱）投入過度，或汽缸保溫過厚、散熱不足，導致汽缸膨脹遠超轉子。

- 軸封供汽溫度過低：低溫蒸汽直接冷卻轉子，加速轉子收縮。

二、脹差增大的處理措施

處理核心原則：根據脹差類型（正/負），通過調整蒸汽參數、熱量平衡或負荷，控制轉子與汽缸的膨脹速率，避免差值超限。

1.正脹差增大的處理

（1）調整蒸汽參數：若蒸汽溫度/流量過高，適當降低主蒸汽、再熱蒸汽溫度，或減少蒸汽流量（如降低鍋爐負荷），減緩轉子加熱速度。

（2）優化汽缸加熱：若汽缸散熱過快，檢查并修復汽缸保溫層；減少汽缸冷卻水（如夾層、法蘭冷卻）流量，提升汽缸溫度，促進汽缸膨脹。

（3）控制啟動/加負荷速度：若在啟動或加負荷階段，適當降低升速、升壓速率，延長暖機時間，讓汽缸有足夠時間跟隨膨脹。

（4）監控軸向位移：若軸向位移異常，排查推力軸承、汽封等部件，避免因軸向位移連帶擴大脹差。

2.負脹差增大的處理

（1）調整蒸汽參數：若蒸汽溫度/流量驟降，適當提高主蒸汽、再熱蒸汽溫度，或維持穩定蒸汽流量，減少轉子冷卻收縮。

（2）控制汽缸加熱：若汽缸加熱過度，減少法蘭螺栓加熱裝置的蒸汽供給；若汽缸散熱不足，檢查保溫是否過厚（停機時可適當加強散熱）。

（3）優化軸封供汽：若軸封供汽溫度過低，提高軸封供汽溫度（避免低溫蒸汽冷卻轉子），或調整軸封供汽量。

（4）控制停機/減負荷速度：若在停機或減負荷階段，適當減緩降速、降壓速率，延長冷卻時間，讓轉子與汽缸收縮速率匹配。

3.緊急處理（脹差超限時）

- 若脹差快速增大至報警值，立即停止加負荷（或減負荷）、降速，必要時緊急停機，避免動靜部件摩擦導致設備損壞。

- 停機后檢查轉子、汽缸、汽封、推力軸承等關鍵部件，排除故障后再重啟。

三、關鍵注意事項

- 運行中需實時監控脹差、蒸汽參數（溫度/壓力/流量）、軸向位移、汽缸與轉子溫度等指標，提前預判變化趨勢。

- 定期檢查汽缸保溫、冷卻/加熱裝置、軸封系統，避免因設備老化或故障導致脹差異常。

來源：電廠運行學習筆記

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