试论汽机运行中上下缸温差大问题的解决措施

试论汽机运行中上下缸温差大问题的解决措施

张涛

（国家电投集团贵州金元股份有限公司纳雍发电总厂贵州省毕节市553300）

摘要：随着城市现代化经济的快速发展，城市内部人口也在不断的增长，在为城市经济发展提供大量人力资源的同时，也增大了城市供电部门的工作压力。在这种情况下，城市供电部门为满足城市内部对电力日益增涨的需求量，就要保障电厂稳定高效的运行。汽机作为电厂重要的组成设备，一旦汽机运行出现故障问题，则会影响到整个电厂的正常生产。基于此，本文对汽机运行中上下缸温差大问题进行了分析，并提出了解决措施。

关键词：汽机运行；上下缸温差大问题；解决措施

1汽机及汽机运行中上下缸温差大的问题现象

现在所说的汽机主要是指发电厂中的汽轮机。一般汽轮机会根据工作压力、工作原理和排汽压力三方面进行分类，第一类按照工作压力分为低压、高压、超高压、亚临界等；第二类按照工作原理分为冲动式、反动式和反动度；第三类按照排汽压力分为凝汽式、背压式、带抽汽等。而上下缸设置的目的是，在汽机整体正常运作时，通过比较进水后缸壁之间的温度差确定是否有水流进行气缸之中。由于不同种类汽机运行中上下缸温差大的问题现象都不同，则为准确叙述汽机运行中上下缸温差大现象，在此设定超高压、反动式、抽汽凝汽式的汽轮机出现上下缸温差问题：在发生上下缸温差过大问题时，设备操作人员可以清楚发现设备中盘车电流出现不稳定的晃动，并可以清楚的听到高中缸重轴封部位有清楚的摩擦声，接连着其他设备部分也出现各种摩擦声和杂音，调动汽轮机疏水系统，发现上下缸温差会随着调动而改变，进而上下缸内温度差越来越大，无法正常检测气缸进水现象，气缸变形、盘车停止工作，甚至出现设备内部螺栓拉断，热力发电设备被损坏停止运作。

2汽机运行中上下缸温差大造成的危害

汽机在运行中上下气缸出现温差是一种正常现象。一般来说，上下气缸温差大于50℃时就属于故障问题，它会给汽机的运行造成严重危害。具体包括以下两个方面：一是影响汽机的正常启动。汽机在启动调整试运行过程中，若是采用冷态额定参数方式启动，机组启动冲转后进行中速、高速暖机时上下缸升温的速度不同。一般情况，上缸升温速度明显大于下缸，当温差大于50℃时，就会被迫自动停机。待汽缸温差冷却至10℃以内时才能再次盘车启动，这样不但延长了汽机启动时间，同时也增加了锅炉的能源损耗，加大了电厂的运营成本。二是容易造成汽缸变形。汽机的上下缸温差大，致使气缸上下缸的热涨冷缩情况不同，容易使汽缸变形，造成气缸密封不好，产生漏气现象。特别是在高压缸调节级处，因动静间隙小，汽缸发生变形后很容易发生动静摩擦现象，还会造成大轴弯曲，引起汽机振动加剧，严重时会使汽机损坏，影响电网正常供电。

3汽机运行中的上下缸温差大问题的主要原因

3.1疏水系统流程问题

一些电厂中发电设备的疏水系统不由设备操控人员控制，而是由系统内部的检测进行控制，其基本疏水原理是通过疏水系统内部的温度检测系统，对发电设备内部温度进行监控并形成数据信息发送回疏水系统的数据处理库，数据处理库根据这些数据展现的结果，决定下一步的疏水运作指令；则一旦这些温度数据错误，便会造成数据处理库发出错误指令，疏水系统流程违背疏水原则，进而造成上下缸温度差大问题的出现。

3.2设计及安装调试不合理

汽机主要包括气缸、转子及其附属设备。其中气缸部分，为了制造、运输和维修等方便，制造时把气缸分成上下两部分，甚至有的大型汽机还把气缸垂直分割成几个部分，气缸外还设有外套层，用于起保温作用。气缸内转子部分包括主轴、叶轮和叶片等部件。其附属设备主要包括疏水系统、进排风系统和测温系统等。汽机结构复杂，并且安装精密度要求非常高。在设计制造时，机组本身或其中某一部件设计制造不合理，在汽机投入运行时可能就会对上下缸温差造成影响。另外，电厂组装汽机时如果稍有偏差，就会造成密封不严，产生漏气、漏水等情况，汽机启动或运行时就会引起上下缸温差大现象。

3.3插管漏气、平衡活塞受损

一是热力发电设备插管连接薄弱。虽然在进行插管设计时，为确保不漏气一般插管外侧是有三层保护层，但在实际安装操作时，这三层保护层会受到实际设备设计而改变，或是变薄或是受到损伤。不论是哪种改变都会影响保护层发挥作用，则在热力发电设备长时间工作的情况下，插管部位开始漏气，造成设备局部过热，温度检测系统检测到温度差，传递错误数据信息。二平衡活塞不合适。平衡活塞顾名思义就是平衡气缸内部的大气压力，确保气缸的正常使用，然而，由于发电设备长时间运作，则造成平衡活塞移动频发或是频频受到高温度差变形活动，平衡活塞严重受损，气缸内大量气体漏出，设备局部过热，温度检测系统检测到温度差，传递错误信息。

4解决汽机运行中上下缸温差大问题de措施

4.1优化设计，合理安装

汽机设计时，一般对疏水系统设计主要考虑疏水压力分布情况，而未能将机组运行后的负荷量因素予以充分考虑。这样就会造成机组冲转前开启本体动力弱，造成疏水情况不理想。所以，在设计时，要将疏水压力分布情况与汽机运行负荷合并考虑，并对疏水管、进排气系统要合理布置，做到在全部疏水门开启时各疏水管内压力要高于疏水箱及扩容器的压力。汽机安装时，要严格按照设备厂商要求和相关标准进行，同时更要做好管与气缸连接处的密封工作。

4.2更换汽缸保温材料，进行测试检测

由于汽缸本身使用的保温材料及铝皮受到了损坏而导致其保温性能的丧失，进一步造成汽机上下缸温差大甚至升级为动静部分摩擦导致机组振动大而造成机组停运的重大事故，不能安全运行。针对此，工作人员应对汽缸的保温材料进行了全面的重新更换与配置，采用新型的保温材料与完整的铝皮进行保温。在保温材料安装完毕后，对汽缸的保温性能进行了以下两点测试看是否已经满足标准：一是，检测在汽轮机正常工况下，外界温度25℃时，在调节级处上、下缸之间的温差是否不超过50℃。二是，检测下汽缸的保温托架，是否已经悬挂在下汽缸法兰中分面处，以此来防止机组运行中，由于温度的变化而使汽缸保温层与缸壁脱开，造成上下汽缸温差过大的现象产生。在做好这两个检测保温性能的步骤后，将一切配置都按照标准调制好然后进行重现启动。

4.3有效解决插管漏气与平衡活塞受损

一是对于插管漏气问题，提出的改善措施就是除去插管，让导管疏水直接与上下缸疏水直接结合。但注意的是两者进行结合时要确保是直接连接到独立的疏水容器中，而不是与主缸门前的疏水容器结合，若是连接错误容易造成水流回流的现象。二是由于平衡活塞自身制作材料的问题，不论平衡活塞设计的多么细致，其还是会容易被磨损，最后造成热力发电设备局部发热。故针对该种造成的原因，用布莱登汽封代替平衡活塞，这是一种利用水汽自身特性来对气缸内部进行大气压力调节，这种平衡大气压力的方式，不仅操作简单，而且具体的安装过程也很简单。

5结束语

综上所述，从科学意义上来说，疏水系统与汽封系统是组成完整有效的发电厂热力系统中必不可缺的重要部分，这两种系统科学的运行会在一定程度上给电厂的安全运行带来切实的保障。但如果疏水系统的接入方式不正确就会导致水击、振动等安全事故的发生，还会引起汽机运行中上下缸温差大的问题。针对此，相关工作人员应该积极的调动自身的专业知识从疏水系统的畅通性、汽缸的保温性能以及汽缸是否进水等方面因素去认真排查与检验，这样才能防止类似事故的发生，才能从根本上保障机组运行的安全可靠。

参考文献：

[1]汽机启动过程中上下缸温差大的问题及应对策略[J].常兵.黑龙江科技信息.2013（32）

[2]电厂汽机运行存在的问题及解决[J].李敏琦.装备制造技术.2017（05）

[3]电厂汽机的常见问题及措施研究[J].李畅.中国高新区.2018（10）