#1机组启停时高压负胀差的控制

电力18讯：    摘要：神头第二发电厂＃1机组在多次启机时出现高压负胀差，拖延了机组的启动，严重时被迫停炉，停止启动。此外在停机后多次出现高压负胀差超限，甚至对下一次的温态启动造成了一定影响。为此，通过对历次机组高压负胀差大进行分析，总结，制定针对性措施给予解决。

关键词：高压负胀差 危害 影响因素 控制措施

1.　概述
　　神头第二发电厂＃1机安装的是捷克皮尔森汽轮机厂的500MW亚临界一次中间再热单轴四缸四排气凝汽冲动式汽轮机。2001年机组大修后，正常运行时高压胀差值一直在0mm左右，在机组启动尤其是热态启动时高压胀差会向负方向增大，对机组的安全构成严重的威胁。

2.　胀差的定义
　　汽缸和转子受蒸汽加热后，随着金属温度的升高，都会膨胀，但转子和汽缸由于重量和受热面积的不同，所以膨胀值也不同。胀差表示汽轮机转子的膨胀值和汽缸的膨胀值之间的差。胀差的大小反应了汽轮机动静部分之间的间隙的大小。

3.　高压负胀差大的危害
　　由于汽轮机静叶与动叶间的间隙比动叶与下一级静叶间的间隙小的多，因此负胀差比正胀差更危险。如胀差向负值增大到一定程度时，会引起动静之间的摩擦，造成恶性事故，所以严格控制负胀差值在一定的范围内是非常必要的。

4.　影响胀差的因素
4.1 主汽、再热汽温升（温降）速度：这是控制胀差最基本也是最有效的手段，因为胀差产生的原因是汽缸和转子存在着温差，蒸汽温升（温降）速度小，那么汽缸和转子之间的温差也就小，胀差也就小。

4.2 轴封供汽温度的影响：由于轴封供汽直接送至汽轮机各转子的两端，所以供汽温度直接影响转子的伸缩，而对汽缸的膨胀影响较小。

4.3 汽缸法兰、螺栓加热装置的影响：由于大型汽轮机法兰要比汽缸壁厚的多，因此汽缸的热膨胀往往取决于法兰的温度。为了使汽轮机汽缸和转子同步膨胀，一般使用法兰、螺栓加热装置。合理地投用法兰、螺栓加热装置就可以达到控制胀差的目的。

4.4 凝汽器真空的影响：当凝汽器的真空降低时，欲保持机组转速不变或负荷不变，必须增加进汽量，使高压转子受热加快，高压转子的正胀差值随之增大，由于进汽量的增大，中低压缸鼓风摩擦产生的热量容易被蒸汽带走，因而转子被加热的程度减小，正胀差减小，同时由于凝汽器真空降低，排汽缸的温度升高，这样低压缸的膨胀就增大，正胀差也会减小。当凝汽器的真空升高时，胀差的变化正好相反。

4.5 机组负温差启动：机组在热态启动尤其是极热态恢复时极容易出现负温差启动。或由于主调汽门不严，使没有达到冲车参数的蒸汽进入汽轮机内，由于转子的受热面积比汽缸大，因此会使转子的收缩速度比汽缸的收缩速度大，会出现负胀差，严重时汽轮机将无法启动。

5.　近年来机组启停中出现高压负胀差的实例
5.1 2004年5月28日机组极热态恢复时，高压负胀差上升至-1.95mm，超过保护值（-1.44mm）被迫停炉。停炉后高压负胀差才缓慢下降。后分析原因是：机组热态恢复时由于拖的时间过长，主汽温度大幅下降，另外，炉启磨后主汽压力快速上升，而主汽温度的上升速度较慢，这样主汽的过热度就很小，对主调门冷却收缩，汽轮机转速由盘车状态上升至500rpm左右。这时高压负胀差快速上升。

5.2 2004年8月16日机组停运后高压负胀差最大上升到-1.60mm。为了不让高压胀差继续上升，采取在高压法兰中通入压缩空气来冷却汽缸的方法降低高压胀差值。分析原因是机组在刚停运时，高压轴封还处于排气状态，轴封温度较高，这时高压胀差的变化不大，当高压轴封由排气变为供气时，轴封温度由290℃突降到180℃左右，对轴颈进行冷却，使转子收缩速度加快。

5.3 2004年10月6日停机后高压负胀差同样上升到-1.49mm。

6.　机组极热态恢复时高压负胀差大的原因分析：（以2004年5月28日为例）
　　5月28日 15：40，＃1机负荷450MW，电气立盘突发“电气DCS故障”信号，同时负荷表指示到零，小机转速表指示直线下降，主机转速表维持3000rpm不变，电气的两个主开关5012、5013未断开，查电调画面CCS已退出，阀门手控为自动状态，位置回到零，马上切“阀门手控”手动，发现切不过来，无法加负荷，炉侧拉磨的同时，马上开高低旁，发现低旁已打开，而高旁发温度高保护已无法打开，这时炉侧安全门已动作，主汽压力已升高至18.5MPa且还有上升的趋势，炉立即紧停、机打闸，发电机逆功率保护动作。机打闸前的高压胀差为－0.07mm，打闸后随着汽轮机转速的下降，高压胀差最高升至0.536mm，其后一直缓慢向负方向变化，18：10机组热态恢复启＃1电泵，启电泵后立即拉开主汽、再热汽、冷段、高排逆止门疏水至炉扩手动门。到19：05炉点火时，高压胀差已变为－0.2mm左右，此时主汽门前汽温为370℃，压力8MPa左右，机侧再热汽温390℃，压力0.3MPa，两路高旁开度均为10％，低旁开度为30％左右。至19:35路启磨时高压胀差已降到－0.37mm，在这以前主汽门前压力和温度