低压缸零出力改造切缸工况汽机轴振处理

摘  要：国内发电机组柔性改造所采用的主要技术有：蓄热技术、电锅炉技术、汽轮机旁路加热技术、低压举升缸操作技术等。低压缸拆卸技术是通过在运行过程中切断低压缸的所有输入蒸汽，只输入少量冷却蒸汽，实现低压缸的零贡献。在切割缸工作状态下，高质量蒸汽有助于通过中高压缸发电，中间排气蒸汽进入热网加热，消除冷源损耗，达到能源规模利用率，经济合理，减少 实现电厂热负荷的柔性调节，提高机组的最先进加热调节能力。低压去除缸技术具有切换灵活性、汽轮机机体加工范围小、加工成本低、运行维护成本低、热电联产成本效益好等优点。

关键词：低压缸零出力改造；切缸工况；汽机轴振处理

引言

为了满足国家对电力供应灵活性的要求，电力工业近年来发展了许多灵活技术，如锅炉、储热罐、高压真空加热、上下漂移加热和低压缸进汽除汽技术应用范围广，投资成本低，可显着提高机组供热能力，最小化技术贡献，增加调节间隔。自出现以来，它受到了业界的相当关注。

1切缸运行风险

1.1排除设计、安装及转子动不平衡因素

切缸工况运行约30h两台机均发生3，4号瓦轴振大问题，从非切缸、切缸工况、两台机切缸试验等过程，完全排除转子动不平衡、切缸改造系统设计、安装缺陷等导致振动的可能性，也排除了防止叶片水蚀进行的叶片喷涂不均匀或者运行中涂层脱落导致质量不平衡引起振动的可能。

1.2低压叶片鼓风超温风险

在低流量状态下，机组可能会从传输状态变为风扇运行状态，液位效率从正变为负，此时蒸汽排气延迟将大于进口延迟，鼓风摩擦将对流量起到加热作用此时，如果温度不受控制，二级刀片的局部温度可能会上升到200℃以上，刀片的材料特性（弹性极限、弹性模型等）。可能会改变，刀片的强度可能会超过允许的值。尤其是对于其共振点高于运转转速的叶片，在温度升高后叶片的共振点可能更接近运转转速。因此，应用汽轮机低压缸切缸技术后，要控制低压缸的汽包温度，避免集团安全隐患。

1.3排除旁路冷却蒸汽量、减温水量过大或变化因素

DN400旁路冷却蒸汽管道按照0.325MPa，260℃参数计算最大旁路冷却蒸汽量约35t/h，振动发生前，两台机旁路冷却蒸汽量稳定均小于25t/h。低压转子各级动叶自带围带，且次、末级动叶均有拉筋，完全排除因小容积蒸汽流量工况颤振引发振动的可能。末端低负荷喷水系统改造增加减温水雾化喷嘴，确保均匀喷水、减温的同时，杜绝局部喷水过量而致的水蚀加剧等问题。运行控制末级叶片最高温度测点温度约60℃，为此减温水量调整控制在10t/h以内，对比调试期间喷水调节阀全开喷水量约25t/h的情况，已排除减温喷水导致振动的可能。

2低压缸零出力改造切缸工况汽机轴振处理

2.1叶片鼓风超温风险控制措施

叶片在低载荷下工作，吹完后温度不可避免地升高。为防止低压二层叶片过热现象，蒸汽主要采取以下控制措施：首先计算末层叶片强度和振动的温度上限，提高末层叶片3和二层叶片的温度测量点，并进行保护二是避开叶片动态应力危险流速区，引入低压冷却蒸汽，冷却蒸汽源出排气点，减压冷却后进入低压缸；第三，采用双向水冷系统，用电调阀控制水量，防止过量用水，采用不锈钢雾化喷嘴，优化水角，降低水温回流，防止水涨船高。

2.2径向碰磨导致振动分析

内二漏高温蒸汽返入低压缸内部，加热定子，引起低压缸温度场及其变形量变化，造成径向动静碰磨导致振动大，同时高温蒸汽加热转子带来低胀增大。机组加负荷过程七段抽汽温度有下降的拐点，也是缸体温度场变化过程，带来持续接触碰磨突然脱开振动降低并稳定在较低值的过程，瓦轴振同时出现阶跃性振动幅值突降（3号X轴方向、4号X轴方向分别下降20，15μm）的过程。加温升建立的过程，说明低加进汽加热了，则更多的内二漏来汽量分流到低加，所以低胀增大趋势也趋于平缓。由于温度场变化带来缸体变形导致动静接触碰磨，只有到缸体变形消失或磨出间隙，碰磨脱开振动才消失，所以瓦轴振曲线锯齿状持续波动时间比较长，持续约1.5h。

2.3增设末叶工作温度监测点

切割缸运转时，低层叶片的工作温度将达到150℃左右，比正常工作温度还要高得多，因为低压转子叶片即使设定了冷却蒸汽，也能通过摩擦产生鼓泡热对于下部叶片，虽然力检查可以满足此温度要求，但由于工作状态的根本变化，很难确保叶片在切割圆柱时始终处于此温度下。因此，为了确保较高层级叶片安全运行，需要对叶片的工作温度有非常清楚的了解，这就需要提高较高层叶片的工作温度测量点。根据热力的空气动力学分析，切割缸运行时上下叶片通常存在鼓风情况，工业质量的温度升高相对较大。为了准确了解叶片的工作温度，尽可能减少温度测量点，并将转换成本降至最低，叶片的工作温度测量点必须安装在叶片的入口。一些翻新项目将温度测量点安装在出口位置，作者不建议在此处安装，因为低压缸通常在切割缸运行时将水放在水下，那里的温度波动很大，很难准确反映温度。

2.4瓦轴振幅值最大原因分析

内二漏加热转子低胀增大的同时，也存在加热隔板造成其轴向变形量大加剧轴向间隙变小情况，引起某一级轴向动静碰磨而最终体现在瓦轴振大；动叶轮盘与隔板体轴向间隙设计值一般10mm以上，而该机型隔板汽封高低齿与转子凸肩的轴向间隙最小7.5mm，加之隔板挠度变形量大导致轴向间隙更小时更易导致轴向碰磨，轴向碰磨部位是在某一级的隔板汽封或低压缸末端轴封处；轴向碰磨时，转子凸肩像车刀头与汽封齿接触碰磨，基本上是点接触，汽封块在隔板槽道内有轴向膨胀间隙而存在一定活动量，所以即便是轴向碰磨也会因汽封块被顶开、汽封齿歪倒或磨出间隙而快速脱开，故没有轴向位移变化或者持续振动的现象。

结束语

低压切割机的工作方式是近年来提出的一种新的工作方式。对于变换组而言，通常在设计开始时不考虑此操作模式，也没有相应的安全检查。因此，在转型过程中，需要采取以下措施，以确保该股的安全运作。选取适当的次选项板和顶部选项板是切割圆柱的工作基础。它计算最后两个移动叶片的空气动力性能和静态应力，然后根据实际测量频率选择具有良好空气动力性能、低静态应力和高共振回避率的叶片，以使切削缸在工作状态下工作。

参考文献：

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