刍议汽轮机胀差大事故的处理

李志刚

摘要：汽轮机作为发电厂能量转换的主要动力设备之一，在长期的使用中极易发生胀差增大引发安全隐患的现象。本文将针对汽轮机胀差增大事故的处理进行简要的分析论述。

关键词：汽轮机；膨胀差；事故处理

汽轮机膨胀差事故的发生原因较为复杂、多变，所以在针对汽轮机胀差大事故的分析中，本文将以上海某场汽轮机膨胀差大事故为案例，进行故障处理的研究。

一、汽轮机胀差大事故案例分析

我国上海某厂在2014年12月份左右，厂内汽轮机在运行使用的过程中高压缸胀差在不同时期出现了4次的升高现象，其中一次较为严重的状况是高压缸胀差从2.2mm直接跳升到了4.0mm；不仅如此，在此后的一段时间内，高压缸胀差运行值不断发生变化，并在次年的2月再次出现较大波动，高压缸差胀值一度达到4.85mm，直接逼近5.5mm报警峰值，并在机组负荷正常运转的状况下持续攀升，迟迟没有回落的趋势，对于此种状况的发生，厂内领导为了避免高压缸差胀到达5.5mm峰值发生碰摩造成了严重安全重大隐患事故，故下令立刻停机进行汽轮机机组检查维修处理。

二、汽轮机胀差的含义

汽轮机在正常条件下进行工作运转的时候，汽轮机内部的汽缸与转子都存在一个以死点为基础标准而出现的膨胀或者收缩现象；但是，汽缸与转子在汽轮机工作及停车状态下所处的基础条件存在一定的差异（即：重量、结构、表面积等），所以在机组加热的过程中，转子的膨胀数值往往会比汽缸的要高出许多；而在冷却的时候，转子的收缩数值同样也要高于汽缸；正是由于这种膨胀差数值差异的存在，二者之间膨胀差值便被称作胀差。通常喷嘴出口至动叶入口的轴向间隙要比动叶出口至喷嘴入口的轴向间隙小，更容易发生超限现象，因此胀差负值比正值更加危险。当工况状况稳定时，转子与汽缸的温度基本保持稳定，彼此间存在的胀差波动也不会出现较大的变化。但是，当胀差数值超过预警数值的时候，一旦不对汽轮机胀差进行及时的处理及控制，就会导致动静部件发生剧烈的摩擦，使汽轮机出现过劳磨损损坏，严重的状况下可能使机组报废并伤及工作人员，所以此时只能打闸停机。

三、汽轮机胀差大事故故障分析

汽轮机出现胀差增大并发生故障的原因多种多样，本文将逐一的对胀差增大的事故原因进行详细的分析论述。①汽轮机组中测量仪表出现损坏或者误差，测量的支架长期使用后出现变形记松动等现象，最终导致在胀差测量中出现数据差异。②汽轮机组在启动的时候暖机时间不足，升速及升负荷的速度过快。③汽轮机组内部汽缸的法兰加热装置及汽缸的夹层之间的加热温度过低导致加热作用丧失或不足。④轴封供汽量大幅度增加或温度太高致使轴颈增长。⑤汽轮机组启动的时候各项参数太高；⑥推力轴承长时间工作后磨损严重，导致轴向位移加大。⑦汽轮机组汽缸保温层年久失修、缺乏更换，致使保温层脱落、保温效果降低，使冬季冷气大量进入机组汽缸内部。⑧没能够有效的避免冷气从外界进去双层缸的夹层之中。⑨汽轮机组内部相邻转子发生膨胀变化后，彼此产生影响，造成胀差增加。⑩汽缸内部真空度发生变化。B11汽轮机组转子转速出现不稳定变化。B12汽轮机组内部各级抽汽量出现不稳定波动，影响胀差变化。B13汽轮机组内部轴承油温温度无法降低、持续走高。B14汽轮机组停机之后，受到“泊桑效应”的影响。B15汽轮机组的前部轴承箱长期使用后出现纵销卡涩的状况，导致前轴承箱内部受力出现差异，在汽缸热胀冷缩的影响下无法正常滑动，从而让轴承箱的局部出现变形现象，引发轴承箱底部固定的膨胀测量之间松动，影响数据的准确定。在进行故障的排查过程中，要侧重于对轴承箱前箱压板角销间隙、纵向键间隙、抽气管道支吊架形变状况等的研究分析。

四、汽轮机胀差大事故的检查方法

在进行汽轮机膨胀差大事故检查的过程中，应遵循先易后难的原则进行事故的检查分析。首先应该对测量仪表、支架的刚度以及是否发生变形等进行自己的检测以及观察。在检查的过程中为了提高安全性与准确性，可以增加一副测量探头，并将支架进行二次固定加固处理。其次，应对汽轮机组中心梁进行检查，在本案例故障的研究中并未发现其出现变形。然后应对汽轮机轴承箱的角销间隙进行检查，在检查的时候应先固定好轴承箱，然后将角销拆下，对角销整体是否存在毛刺、划痕、断裂、破损等现象进行检查；本故障检查中并未发现相关破损现象。之后应做好前箱套装油管的检查工作，在本次案例故障的检查中，发现前箱套装油管的四边均存在间隙，间隙数值经测量在50mm左右，该数值以超出前箱的正常移动量。需要说明的一点是，套装油管不会对前箱膨胀产生阻碍作用。最后是对前箱底部纵销及垫铁进行开箱内部检查，本故障案例检查中并未发现问题。在本次事故的检查中，发现引发膨胀差增加的主要原因是拉前箱问题。

五、汽轮机组膨胀差拉前箱的处理

首先应将拉前箱的两则猫爪焊接固定支点，并将中心梁螺栓及销钉拆除；使用千斤顶将气缸顶起0.20mm，并将猫爪下部的猫爪橫销拔出、拆除与前箱连接的进回油管等管道。做好后，将热工线与前箱的前部电缆桥架逐一的按照顺序进行拆除，如果在拆除的过程中出现了卡涩现象，则可以使用行车将前箱上吊40mm进行拆除工作。其次，拉出前箱检查后发现前轴承箱底部后半个纵向键卡死在前轴承箱键槽内，键槽和键锈蚀严重，固定纵向键的3条M20螺栓全部被切断，螺栓断头将键槽顶部间隙顶死并在底部水平面上滑出沟痕。检查轴承箱底部垫铁接触在50%以上，没有划痕。将纵向键拆下打磨掉铁锈，测量纵向键与键槽划痕配合间隙为0.06～0.08mm，符合标准。然后对前箱内部的纵向键固定螺栓进行匹配更换，选择适宜的尺码重新装回轴承箱的内部。最后经开机校验后，发现胀差符合规定，处于正常现象。机器得以稳定运转，故障得以排除。

综上所述，本文以上海某厂汽轮机组运行过程中出现的膨胀差持续增大故障为案例进行了分析研究。在未来的汽轮机推广使用的过程中，应根据胀差变化及汽轮机运行的实际状况进行胀差故障的分析以及对策的研究，只有这样才能够提高汽轮机组运行的安全可靠性。

参考文献：

[1]马明，郭恺.汽轮机运行中胀差的分析和控制.科技资讯.2014年22期.

[2]李衍平.300MW汽轮机胀差变化的原因分析与控制国网技术学院学报.2014年02期.

[3]张德泽.法国330MW汽轮机胀差异常的原因分析及应对措施.四川电力技术.2010年04期.