浅谈汽轮机运行主要参数的监视

王 琦

（胜利发电厂二期运行部，山东 东营 257000）

汽轮机运行中的主要监视项目，除汽温、汽压及真空外，还有胀差、轴向、位移振动等，在正常运行中，为保证机组经济性，运行人员必须对其严密监控。

1 参数变化对汽轮机运行的影响

蒸汽参数的变化，将引起汽轮机的功率和效率变化，并且使汽轮机通流部分的某些部件应力和机组的轴向推力发生变化。当变化幅度在允许范围之内时，只对汽轮机运行的经济性发生一些影响；当变化幅度超过运行规定的允许范围时，则对机组运行的安全性构成威胁。

1.1 主蒸汽压力的变化。主蒸汽压力升高时，如其它参数和调门开度不变，则进入汽轮机的流量要增加，机组的焓降也增加，使机组负荷增大。如保持负荷不变，则此时应关小调节汽门，这样主蒸汽流量将减小，汽耗率降低，热耗率也降低，机组经济性提高。但汽压升高时，可能会使调节级动叶过负荷。主蒸汽压力降低时，因汽轮机焓降减小，经济性降低。如保持负荷不变，则应开大调节汽门，但此时会引起调节级理想焓降减小，末级焓降上升，同时由于蒸汽流量也增加，故末级隔板和动叶应力上升较多，而且转子所受轴向推力也会上升。

1.2 主蒸汽温度变化。主蒸汽温度升高时，蒸汽的理想焓降增加且排汽湿度降低而有利于汽轮机的热效率提高。但汽温高于允许值，对设备可靠性和使用寿命方面都有影响；因此，在超温的幅度上和累计时间上都必须严格加以限制。否则汽温过高，金属材料的蠕变速度加快，将引起设备损坏或缩短使用寿命。运行中主蒸汽温度降低对汽轮机安全与经济性都是不利的。一方面由于汽温降低蒸汽的理想焓降减小，排汽湿度增大，效率降低。另一方面，温度降低时若维持额定负荷，则蒸汽流量的增加对末级叶片极为不利。汽温降低还使汽轮机各级反动度增加、轴向推力增大。

1.3 再热蒸汽温度。再热蒸汽温度主要取决于锅炉的特性和工况。再热汽温升高超过允许范围时，会使再热器和中压缸前几级金属材料强度下降，缩短使用寿命，再热汽温过高还会引起再热器爆管。再热汽温低于允许温度时，会使末级叶片应力上升，而且湿度增加；若长期在低温下运行，会使叶片遭到水蚀。

1.4 再热蒸汽压力。再热蒸汽压力是随蒸汽流量变化而变化的。流量的变化还会引起再热器及其冷热段再热管道的压损变化，因而使再热汽压力也相应变化，压损大小对经济性有明显的影响。

1.5 真空。真空是影响机组经济性的主要参数之一，运行中应保持真空在最有利值。真空降低，即排汽压力升高时，汽轮机总的焓降将减少，在进汽量不变时，机组的出力将下降。如果真空下降时维持满负荷运行，蒸汽流量必须增加，可能引起汽轮机前几级过负荷。真空恶化时，排汽室温度升高，还会引起机组中心变化，从而产生较大的振动。此外，末级长叶片对允许的最低真空也有严格规定。

2 监视段压力

调节级汽室压力及各抽汽段压力通称为监视段压力，可用于监视汽轮机负荷的大小和通流部分的清洁程度。在压力级通流面积没有改变和没有结垢的条件下，监视段压力与该处蒸汽流量近似成正比。所以一方面该压力可作为流量变化的监视点；另一方面在流量不变的情况下，压力级结垢会引起压力升高，所以也是监视有无结垢的监视点。

3 胀差的监视

正常运行中，由于汽缸和转子的温度已趋于稳定，一般情况下胀差变化很小。但当机组运行中蒸汽温度或工况大幅度快速变动时，胀差变化有时也是很大的；有可能出现动静碰撞。机组参与电网调峰时，负荷变化速率太大，主蒸汽、再热蒸汽温度短时内有较大的变化，汽缸夹层内由于导热管泄漏有冷却蒸汽流动，汽缸法兰结合面漏入冷空气，汽缸下部抽汽管道疏水不畅等都将将引起胀差的变化。特别是在高压加热器发生满水，致使汽缸进水时，胀差指示很快就会超限。

4 轴向位移的监视

汽轮机转子的轴向位移，用于监督推力轴承工作状况。轴向位移动作保护值，一般为推力瓦厚度减0.1——0.2mm，其意义是当推力瓦乌金熔化，磨损面瓦胎金属尚未触及推力盘时即跳闸停机，这样推力盘和机组内部不致损坏，修复比较容易。推力瓦工作失常的初期，较难从推力瓦回油温度来判断。推力瓦乌金温度表能较灵敏地反应瓦块温度的变化。蒸汽流量增大，真空降低，隔板磨损使漏汽量增大，通流部分结垢等，特别是汽缸进水都会引起轴向推力增大。

5 机组振动

不同机组、同一台机组的不同轴承，都有其振动特点和变化规律，因此应经常注意机组振动情况及变化规律，以便异常时能够正确判断和处理。引起机组振动的原因有：机械激振力、电磁激振力、轴承座松动以及由于运行工况变动引起振动。引起振动的运行工况主要有：

5.1 摩擦振动。若运行调整不当，蒸汽参数变化过快以及汽轮机进水或冷蒸汽，造成机组膨胀或收缩不均，差胀急剧变化，以及轴向位移过大，都会引起动静部分间隙消失，以至产生摩擦振动。

5.2 油膜自激振荡。当转子的旋转速度超过一定值时，其转子的旋转中心出现一种不稳定的涡动现象。转子的涡动转速约为转子转速的一半，又称半速涡动。如果正好碰上涡动转速与转子的临界转速相重合，则半速涡动的幅值由于发生共振而激烈增加，这就是油膜自激振荡。5.3临界转速共振。大容量机组转子的固有频率都比中小型机组低，相应的临界转速也低；另外，大容量机组转子数量多，轴系临界转速分布复杂。机组在升、降速过程中要越过多个转子临界转速和轴承座、基础框架等构件的共振转速。启动过程中要避开各临界转速，找到一个合适的定速暖机转速；出现故障需要保持转速时，不要停留在临界转速附近。

6 结论

在汽轮机的正常运行中，运行人员要对反映机组运行状况的各种参数进行监测，掌握其变化趋势，分析其变化原因，及时调整，避免超限，同时还要力求在较经济的工况下运行；另外，还要通过对设备的定期检查，掌握运行设备的健康状况，及时发现影响设备安全运行的隐患，作好事故预想，避免设备损坏。对于汽轮机组运行中出现的各种报警，运行人员应特别重视，立即采取相应措施，消除报警原因。