第12题:
问答题
何谓转子的相对胀差?运行中产生相对胀差的原因是什么?影响相对胀差的因素有哪些?相对胀差过大有何危害?在运行中如何控制相对胀差不超限?
正确答案:
由于转子以推力轴承为基点,相对汽缸进行膨胀,汽缸的膨胀量与相对应的转子膨胀量之差,称为转子的相对膨胀差,或简称的相对胀差。
汽轮机的汽缸和转子的结构不同,在运行中转子旋转而汽缸静止,因此两者对应段与蒸汽之间的换热系数和对外散热条件不同,转子表面与蒸汽之间的换热强度较强,体积与面积的比较小,故其平均温度的变化量较大,膨胀量或收缩量均较大,使转子出现相对胀差。
影响转子和汽缸加热或冷却过程的一切因素,均影响转子的相对胀差。(1)主蒸汽和再热蒸汽的温升速度,以及升负荷速度。主蒸汽和再热蒸汽的温升速度,以及升负荷速度加快时,各级蒸汽的温升速度加快,与金属表面之间的温差增大;由于转子表面与蒸汽之间的换热系数较大,换热量增加较多,金属的温升速度也较快,转子和汽缸的平均温度之间差值愈大,转子的相对胀差也愈大。反之亦然。(2) 轴封供汽温度。汽轮机在启动之前,开始向轴封供汽。在汽缸内压力大于大气压力之前,转子轴封段和轴封体的金属温度主要取决于轴封供汽温度。轴封供汽温度高于轴封段的金属温度,轴封段金属被加热,使转子的膨胀量增加。而轴封体嵌装在汽缸内,其膨胀对汽缸的膨胀及乎没有影响,因此转子的相对胀差增加。轴封供汽温度愈高,转子的相对胀差愈大。反之,轴封供汽温度低于轴封段金属温度,转子的相对胀差减小,甚至出现负胀差。(3) 汽缸法兰内、外壁温差。法兰的宽度比汽缸厚度大得多,在相同的加热条件下,法兰内、外壁温差大于汽缸内、外壁温差。在同一轴向截面内,法兰的平均温度低于汽缸的平均温度,法兰的膨胀量小,制约汽缸的轴向膨胀,使汽缸的轴向膨胀量小于其平均温度对应的膨胀量,造成转子的相对胀差增大。(4) 汽缸夹层的蒸汽温度。对于双层汽缸的汽轮机,在机组膨胀过程中,轴承座的移动取决于外层汽缸的膨胀,而转子的相对位臵由推力轴承确定,因此外缸的膨胀量,直接影响转子的相对胀差。若外缸温度偏低,则相对胀差增大。反之,相对胀差减小。外层汽缸的膨胀量,主要取决于内、外层汽缸间夹层的蒸汽温度。(5) 汽缸排汽温度。在汽缸排汽室端部的同一轴向截面内,转子裸露在汽缸外。别是低压缸,排汽室的轴向长度比较大,排汽温度的高低,主要影响汽缸排汽室的轴向膨胀量,对转子轴向膨胀几乎没有影响。随着汽缸排汽温度升高,使转子的相对胀差减小。(6) 低负荷下的摩擦鼓风损失。在低负荷下,蒸汽的膨胀主要是在调节级和若干个高压级内进行,中、低压级,特别是低压级内,蒸汽的流速很低,而是动叶栅带动蒸汽运动,出现很大的鼓风损失。鼓风损失产生的热量被蒸汽吸收,而此时蒸汽流量较小,蒸汽的温升量相应较大。蒸汽温度升高,对汽缸和转子进行加热,使中、低压转子相对胀差增大。
转子的相对胀差过大,会使动、静轴向间隙消失而产生摩擦,造成转子弯曲,引起机组振动,甚至出现重大事故。
在运行中可通过控制主蒸汽和再热蒸汽的温升速度,以及升负荷速度控制相对胀差。对于具有汽缸夹层加热和法兰加热装臵的机组,可通过调整此装臵加热蒸汽的温度和流量,调节汽缸的轴向膨胀量,控制相对胀差。
解析:
暂无解析