汽輪機(jī)大軸是如何彎曲的？
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汽輪機(jī)大軸彎曲分為彈性熱彎曲和永久性彎曲。
彈性熱彎曲是指轉(zhuǎn)子內(nèi)部溫度不均，轉(zhuǎn)子受熱膨脹受阻造成的轉(zhuǎn)子彎曲。
永久性彎曲是指轉(zhuǎn)子局部受到急劇加熱或冷卻，受熱(冷卻)部位的膨脹(收縮)受到約束，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，超過轉(zhuǎn)子材料在該溫度下的屈服極限而產(chǎn)生塑性變形。
當(dāng)轉(zhuǎn)子溫度均勻后，該部位塑性變形不能消失形成永久彎曲。
機(jī)組發(fā)生異常振動(dòng)，軸承箱晃動(dòng)，軸封冒火花或形成火環(huán)；脹差發(fā)生變化；過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，振動(dòng)明顯增大；惰走時(shí)間明顯縮短，甚至發(fā)生急剎車現(xiàn)象；晃動(dòng)度超限，盤車電流擺動(dòng)，連續(xù)盤車4小時(shí)不能消除，嚴(yán)重時(shí)盤車投不上。
1、熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)由于汽封送的過小，真空又高，造成汽缸進(jìn)低溫汽。
2、由于汽缸溫度監(jiān)視不夠，沒有發(fā)現(xiàn)異常，沖轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)組發(fā)生動(dòng)靜部分摩擦；
3、由于汽缸滑銷卡澀，機(jī)組發(fā)生摩擦，當(dāng)升速中，轉(zhuǎn)速有下降的現(xiàn)象，并且伴隨機(jī)組振動(dòng)。
4、未及時(shí)故障停機(jī)，反而開大調(diào)速汽門升速，后停機(jī)后未查出汽缸膨脹有跳躍現(xiàn)象。反復(fù)多次啟動(dòng)，造成大軸彎曲；
5、軸封高溫汽進(jìn)入汽缸夾層。對(duì)貓爪及第一汽封套局部加熱較強(qiáng)烈，標(biāo)高的變化和汽封套的變形，造成汽封套下徑向間隙消失，產(chǎn)生摩擦；晃動(dòng)表故障，晃動(dòng)度一直是0.05MN，未引起重視，并且上下缸溫差一直是0度。在下缸溫度表失靈的情況下，啟動(dòng)過程中造成大軸彎曲。
6、停機(jī)時(shí)汽缸以明顯進(jìn)水，而抄表人員未分析判斷；
7、高壓旁路減溫水門不嚴(yán)，并且高排逆止門不嚴(yán)，鍋爐點(diǎn)火后造成，高壓缸進(jìn)水，未及時(shí)判斷出汽缸進(jìn)水，盲目啟動(dòng)造成大軸彎曲；
8、滑參數(shù)停機(jī)中，汽溫下降率過大，脹差明顯超限，值長(zhǎng)未及時(shí)命令打閘停機(jī)，造成大軸彎曲；
9、停機(jī)后未及時(shí)停給水泵，造成一次汽打壓，汽缸進(jìn)水，未采取必要的措施，盲目啟動(dòng)，造成大軸彎曲；
10、功率表無指示，由于接線錯(cuò)誤，并網(wǎng)后有功功率和無功功率表均無指示，沒有及時(shí)停機(jī)處理，使DEH系統(tǒng)在沒有功率反饋的條件下，將高壓油動(dòng)機(jī)開到最大，根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電流2000A，推算有功負(fù)荷在33-45MW，蒸汽流量在220t／h左右，促使高壓脹差的變化率增大；蒸汽經(jīng)軸封供汽門漏入汽缸，汽缸受到冷卻，大軸發(fā)生塑性彎曲。
三、
引起大軸彎曲的主要原因
1、動(dòng)靜部分摩擦使轉(zhuǎn)子局部過熱
停機(jī)后在汽缸溫度較高時(shí)，由于某種原因使冷氣冷水進(jìn)入汽缸，引起高溫狀態(tài)下的轉(zhuǎn)子局部驟然冷卻，出現(xiàn)很大的上下溫差而產(chǎn)生熱變形，造成大軸彎曲。據(jù)計(jì)算結(jié)果，當(dāng)轉(zhuǎn)子上下溫差達(dá)到150～200℃時(shí)，就會(huì)造成大軸彎曲。轉(zhuǎn)子金屬溫度越高，越易造成大軸彎曲。
2、轉(zhuǎn)子材料存在過大的內(nèi)應(yīng)力
在較高的工作溫度下經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)后，內(nèi)應(yīng)力逐漸得到釋放，從而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生彎曲變形。
3、機(jī)組在滑停過程中，專業(yè)管理人員和運(yùn)行值班員對(duì)敲打清空粉倉引起鍋爐燃燒不穩(wěn)定，造成參數(shù)異常波動(dòng)而引起對(duì)汽輪機(jī)沖擊危害的嚴(yán)重性認(rèn)識(shí)不足，沒有針對(duì)特殊的運(yùn)行方式做好充分的事故預(yù)想和采取防范措施。
《汽輪機(jī)運(yùn)行規(guī)程》中缺乏供運(yùn)行人員操作時(shí)進(jìn)行對(duì)照的停機(jī)曲線，如機(jī)組正常停機(jī)時(shí)的降溫降壓曲線、停機(jī)后汽缸主要金屬溫度的下降曲線、正常停機(jī)惰走曲線和緊急破壞真空停機(jī)過程的惰走曲線等。
4、
對(duì)停
機(jī)過程發(fā)生的異常情況不重視，沒有及時(shí)組織專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行深入分析，這是導(dǎo)致機(jī)組小修后5次開機(jī)不成功，檢修時(shí)間延長(zhǎng)，事故損失擴(kuò)大的重要原因。
如停機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)子惰走時(shí)間從正常值4min縮短至21min，機(jī)組轉(zhuǎn)速降至2000r／min以下時(shí)沒有監(jiān)視機(jī)組振動(dòng)情況，停機(jī)后DCS歷史數(shù)據(jù)庫內(nèi)存資料丟失等。
四、
防止大軸彎曲的措施
1、制定出機(jī)組在各種狀態(tài)下的典型啟動(dòng)曲線
(
冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)滑參數(shù)啟動(dòng))和停機(jī)曲線(滑參數(shù)停機(jī)和中參數(shù)停機(jī)的降溫降壓曲線，停機(jī)后的汽缸主要金屬溫度的下降曲線，正常停機(jī)惰走曲線和緊急破壞真空停機(jī)過程的惰走曲線等)，編入運(yùn)行規(guī)程。
2、滑參數(shù)停機(jī)過程中，專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)特殊情況，制定出滑參數(shù)停機(jī)的具體方案和防范措施并嚴(yán)格執(zhí)行。
3、機(jī)組監(jiān)測(cè)儀表必須完好準(zhǔn)確，并定期進(jìn)行校驗(yàn)，
尤其是大軸彎曲表，振動(dòng)表和汽缸金屬溫度表，應(yīng)該按照熱工監(jiān)督條例進(jìn)行考核。
4、發(fā)生下列情況之一，應(yīng)立即打閘停機(jī)：
運(yùn)行中注意監(jiān)視主再熱汽溫的變化，10分鐘下降50度時(shí)，應(yīng)故障停機(jī)。
左右蒸汽溫差42度時(shí)，故障停機(jī)。
注意監(jiān)視汽封溫度壓力的變化，防止汽封帶水。嚴(yán)密監(jiān)視凝結(jié)器除氧器高低加水位，并根據(jù)其它表計(jì)判斷，防止假水位，特別是冬季要注意防止表計(jì)上凍。注意脹差、汽缸膨脹、軸向位移、機(jī)組振動(dòng)、高中壓缸溫度。啟動(dòng)前，注意缸壁溫差和大軸撓度符合規(guī)程規(guī)定。啟動(dòng)前根據(jù)規(guī)程規(guī)定盤車。一般不少于2-4小時(shí)。升速過程中要注意監(jiān)視機(jī)組的振動(dòng)，如果有異常要查明原因。鍋爐滅火時(shí)注意監(jiān)視主、再熱氣溫，并注意及時(shí)關(guān)閉抽頭電動(dòng)門。防止汽缸進(jìn)冷水冷汽，并注意監(jiān)視缸壁溫差的變化。熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)嚴(yán)格按熱態(tài)啟動(dòng)的要求。
五、
汽輪機(jī)啟動(dòng)前必須符合以下條件，否則禁止啟動(dòng)：
1、大軸晃動(dòng)、串軸、脹差、低油壓、轉(zhuǎn)速和振動(dòng)等表記顯示正確，并正常投入。
2、大軸晃動(dòng)值不應(yīng)超過制造廠的規(guī)定值，或大于原始值的0.02mm。
3、高壓外缸上、下缸溫差不超過50℃。高壓內(nèi)缸上、下缸溫差不超過35℃；啟動(dòng)前上、下缸溫差超標(biāo)不允許采用投夾層加熱來縮小缸溫差的辦法以滿足啟動(dòng)條件。
4、主蒸汽溫度必須高于額定蒸汽溫度；蒸汽過熱度不低于50℃。
5、機(jī)組沖轉(zhuǎn)過程中因振動(dòng)異常停機(jī)必須回到盤車狀態(tài)時(shí)，應(yīng)全面檢查，認(rèn)真分析，查明原因。當(dāng)機(jī)組已符合啟動(dòng)條件時(shí)，連續(xù)盤車不少于4h才允許再次啟動(dòng)，嚴(yán)禁盲目啟動(dòng)。
6、機(jī)組熱態(tài)啟動(dòng)前應(yīng)檢查停機(jī)記錄和停機(jī)后汽缸金屬溫度記錄，并與正常停機(jī)曲線和正常狀態(tài)下的汽缸金屬溫度下降曲線進(jìn)行比較，若有異常認(rèn)真分析，查明原因，采取措施及時(shí)處理。
7、停機(jī)后應(yīng)認(rèn)真檢查、監(jiān)視凝汽器、除氧器和加熱器的水位，防止冷汽、冷水進(jìn)入汽輪機(jī)，造成轉(zhuǎn)子彎曲。
8、停機(jī)后應(yīng)立即投入盤車。當(dāng)盤車電流較正常值大、擺動(dòng)或有異音時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析、處理。當(dāng)軸封摩擦嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)先改為手動(dòng)的方式盤車1800，待摩擦基本消失后投入連續(xù)盤車。當(dāng)盤車盤不動(dòng)時(shí)，禁止強(qiáng)行盤車。
9、熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)應(yīng)先投軸封后抽真空，高壓軸封使用的高溫汽源應(yīng)與金屬溫度相匹配，汽封供汽必須具有14攝氏度以上的過熱度，低壓供汽封汽溫度控制在121～177℃之間。當(dāng)高中低壓汽封供汽溫度小于150℃或汽封供汽溫度與調(diào)端高壓缸端壁溫差小于85℃時(shí)，檢查軸封供汽減溫水應(yīng)關(guān)閉。軸封汽管道應(yīng)充分暖管、疏水，防止冷水或冷汽從軸封進(jìn)入汽輪機(jī)。機(jī)組未盤車前禁止向汽封供汽。
10、當(dāng)發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)有水沖擊現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即打閘停機(jī)。
11、所有高低加除氧器水位保護(hù)應(yīng)投入運(yùn)行并定期實(shí)驗(yàn)。加熱器泄露時(shí)，應(yīng)立即停止加熱器運(yùn)行，并將抽汽逆止門關(guān)閉。
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