热应力和热变形学习教案.pptx

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1、会计学1热应力和热变形热应力和热变形(bin xng)第一页，共62页。汽轮机启停中的限制因素：热应力、热膨胀、热变形热应力:在汽轮机启动、停机或变负荷过程中，其零部件由于(yuy)温度变化而产生膨胀或收缩变形，称为热变形。当热变形受到某种约束(包括金属纤维之间的约束)时，则要在零部件内产生应力，这种由于(yuy)温度(或温差)引起的应力称为温度应力或热应力 第1页/共62页第二页，共62页。二、汽轮机的热应力二、汽轮机的热应力二、汽轮机的热应力二、汽轮机的热应力 一一一一 汽缸汽缸汽缸汽缸(qgng)(qgng)的热应力的热应力的热应力的热应力 第2页/共62页第三页，共62页。从上述公式从

2、上述公式从上述公式从上述公式(gngsh)(gngsh)可以看出，汽缸内外表面的热应力与汽可以看出，汽缸内外表面的热应力与汽可以看出，汽缸内外表面的热应力与汽可以看出，汽缸内外表面的热应力与汽缸内外表面温差成正比。缸内外表面温差成正比。缸内外表面温差成正比。缸内外表面温差成正比。启动过程内表面受压；外表面受拉；停机过程相反；启动过程内表面受压；外表面受拉；停机过程相反；启动过程内表面受压；外表面受拉；停机过程相反；启动过程内表面受压；外表面受拉；停机过程相反；汽缸受拉伸作用容易产生裂纹；受挤压则产生弯曲；汽缸受拉伸作用容易产生裂纹；受挤压则产生弯曲；汽缸受拉伸作用容易产生裂纹；受挤压则产生弯曲

3、；汽缸受拉伸作用容易产生裂纹；受挤压则产生弯曲；汽缸内外表面热应力高于其他表面热应力；内表面热应力汽缸内外表面热应力高于其他表面热应力；内表面热应力汽缸内外表面热应力高于其他表面热应力；内表面热应力汽缸内外表面热应力高于其他表面热应力；内表面热应力为外表面热应力的两倍为外表面热应力的两倍为外表面热应力的两倍为外表面热应力的两倍 应控制任何工况下汽缸的热应力小于材料许用应力，严格应控制任何工况下汽缸的热应力小于材料许用应力，严格应控制任何工况下汽缸的热应力小于材料许用应力，严格应控制任何工况下汽缸的热应力小于材料许用应力，严格控制内外温差控制内外温差控制内外温差控制内外温差第3页/共62页第四页

4、，共62页。1 1 内外壁温差内外壁温差内外壁温差内外壁温差(wnch)(wnch)允许值的确定允许值的确定允许值的确定允许值的确定n n根据金属根据金属(jnsh)特性工作温度，确定许特性工作温度，确定许用最大应力，推出允许的最大温差用最大应力，推出允许的最大温差n n停机时以内壁拉应力计算停机时以内壁拉应力计算n n启动时以外壁拉应力计算启动时以外壁拉应力计算n n冷态启动比停机甩负荷时允许的内外壁温冷态启动比停机甩负荷时允许的内外壁温差要大些差要大些第4页/共62页第五页，共62页。2 2 内外温差取决与汽缸壁加热或冷却内外温差取决与汽缸壁加热或冷却内外温差取决与汽缸壁加热或冷却内外温差

5、取决与汽缸壁加热或冷却(lngqu)(lngqu)的速度以及壁厚的速度以及壁厚的速度以及壁厚的速度以及壁厚 和汽缸内壁温度变化率成正比和汽缸内壁温度变化率成正比和汽缸内壁温度变化率成正比和汽缸内壁温度变化率成正比 和汽缸壁厚平方成正比和汽缸壁厚平方成正比和汽缸壁厚平方成正比和汽缸壁厚平方成正比.采用双层缸采用双层缸采用双层缸采用双层缸 汽缸启动停机汽缸启动停机汽缸启动停机汽缸启动停机,转速和负荷变化的快慢影响转速和负荷变化的快慢影响转速和负荷变化的快慢影响转速和负荷变化的快慢影响内壁温度的变化内壁温度的变化内壁温度的变化内壁温度的变化 第5页/共62页第六页，共62页。3 3 汽缸最大热应力汽

6、缸最大热应力汽缸最大热应力汽缸最大热应力 存在于调节级汽室存在于调节级汽室存在于调节级汽室存在于调节级汽室 启动时调节级汽室温度变化最剧烈启动时调节级汽室温度变化最剧烈启动时调节级汽室温度变化最剧烈启动时调节级汽室温度变化最剧烈4 4 热应力监测热应力监测热应力监测热应力监测 直接直接直接直接(zhji)(zhji)无法测量；通过测温度变化率获得无法测量；通过测温度变化率获得无法测量；通过测温度变化率获得无法测量；通过测温度变化率获得第6页/共62页第七页，共62页。二二二二 转子热应力转子热应力转子热应力转子热应力1 1 转子启停时单向受热，包括冷却，转子表面转子启停时单向受热，包括冷却，转

7、子表面转子启停时单向受热，包括冷却，转子表面转子启停时单向受热，包括冷却，转子表面和轴心温度存在温差，产生热应力；同和轴心温度存在温差，产生热应力；同和轴心温度存在温差，产生热应力；同和轴心温度存在温差，产生热应力；同时承受离心应力时承受离心应力时承受离心应力时承受离心应力在稳定工况运行一段时间后，内部温度平衡，在稳定工况运行一段时间后，内部温度平衡，在稳定工况运行一段时间后，内部温度平衡，在稳定工况运行一段时间后，内部温度平衡，转子截面温度均匀，热应力消失转子截面温度均匀，热应力消失转子截面温度均匀，热应力消失转子截面温度均匀，热应力消失,只承受只承受只承受只承受其他应力其他应力其他应力其他

8、应力3 3 合成应力若超过材料的许用应力，则局部合成应力若超过材料的许用应力，则局部合成应力若超过材料的许用应力，则局部合成应力若超过材料的许用应力，则局部(jb)(jb)会产生塑性变形，在转子表面出现会产生塑性变形，在转子表面出现会产生塑性变形，在转子表面出现会产生塑性变形，在转子表面出现残余应力，缩短转子的使用寿命。残余应力，缩短转子的使用寿命。残余应力，缩短转子的使用寿命。残余应力，缩短转子的使用寿命。第7页/共62页第八页，共62页。3 3冷态启动冷态启动冷态启动冷态启动(q(q dng)dng)时转子表面承受压应力，时转子表面承受压应力，时转子表面承受压应力，时转子表面承受压应力，中

9、心孔表面承受热拉应力，中心孔的强度中心孔表面承受热拉应力，中心孔的强度中心孔表面承受热拉应力，中心孔的强度中心孔表面承受热拉应力，中心孔的强度低于其他部位，所以在启动低于其他部位，所以在启动低于其他部位，所以在启动低于其他部位，所以在启动(q(q dng)dng)和加和加和加和加负荷过程中限制转子内外温差，减小中心负荷过程中限制转子内外温差，减小中心负荷过程中限制转子内外温差，减小中心负荷过程中限制转子内外温差，减小中心孔热应力的目的。孔热应力的目的。孔热应力的目的。孔热应力的目的。4 44 4 热态启动热态启动热态启动热态启动(q(q dng)dng)，极热态启动，极热态启动，极热态启动，极

10、热态启动(q(q dng)dng)转子表面温度会暂时下降被冷却，转子表面温度会暂时下降被冷却，转子表面温度会暂时下降被冷却，转子表面温度会暂时下降被冷却，转子表面形成热拉伸应力转子表面形成热拉伸应力转子表面形成热拉伸应力转子表面形成热拉伸应力5 55 5 停机过程转子表面热拉伸应力，停机过程转子表面热拉伸应力，停机过程转子表面热拉伸应力，停机过程转子表面热拉伸应力，6 66 6 甩负荷时，所带负荷越大，引起热应力越甩负荷时，所带负荷越大，引起热应力越甩负荷时，所带负荷越大，引起热应力越甩负荷时，所带负荷越大，引起热应力越大，而且甩部分负荷转子表明的热应力更大，而且甩部分负荷转子表明的热应力更大

11、，而且甩部分负荷转子表明的热应力更大，而且甩部分负荷转子表明的热应力更大大大大7 77 7 热应力最大部分，调节级，中压第一级，热应力最大部分，调节级，中压第一级，热应力最大部分，调节级，中压第一级，热应力最大部分，调节级，中压第一级，高压转子前轴封，中压转子前轴封处。高压转子前轴封，中压转子前轴封处。高压转子前轴封，中压转子前轴封处。高压转子前轴封，中压转子前轴封处。第8页/共62页第九页，共62页。三三热冲击热冲击(chngj)n n蒸汽与汽缸，转子(zhun z)等金属部件产生极强的热交换，短时间内金属部件温差剧烈上升，热应力急剧增大，甚至超过材料的屈服极限，造成部件损坏。n n1 启动

12、时蒸汽温度和金属温度不匹配n n 低压微过热蒸汽冲转，合理暖机n n2 极热态启动造成的热冲击n n3 甩负荷造成的热冲击第9页/共62页第十页，共62页。四四四四 汽轮机超速试验的条件汽轮机超速试验的条件汽轮机超速试验的条件汽轮机超速试验的条件1 1 对大型汽轮机组，对超速试验的安排有较严格的要求。对大型汽轮机组，对超速试验的安排有较严格的要求。对大型汽轮机组，对超速试验的安排有较严格的要求。对大型汽轮机组，对超速试验的安排有较严格的要求。按规程规定。超速试验应安排在机组并网并接带一定负荷按规程规定。超速试验应安排在机组并网并接带一定负荷按规程规定。超速试验应安排在机组并网并接带一定负荷按规

13、程规定。超速试验应安排在机组并网并接带一定负荷且运行一段时间，经过充分暖机后，机组迅速减负荷到零、且运行一段时间，经过充分暖机后，机组迅速减负荷到零、且运行一段时间，经过充分暖机后，机组迅速减负荷到零、且运行一段时间，经过充分暖机后，机组迅速减负荷到零、解列后，才可进行超速试验。解列后，才可进行超速试验。解列后，才可进行超速试验。解列后，才可进行超速试验。2 2 对于机组超速试验作出这一规定，主要是考虑转子的脆对于机组超速试验作出这一规定，主要是考虑转子的脆对于机组超速试验作出这一规定，主要是考虑转子的脆对于机组超速试验作出这一规定，主要是考虑转子的脆性转变温度性转变温度性转变温度性转变温度(

14、wnd)(wnd)(即即即即FATTFATT值），以及转子做超速试验时值），以及转子做超速试验时值），以及转子做超速试验时值），以及转子做超速试验时的受力的受力的受力的受力第10页/共62页第十一页，共62页。3 汽轮机转子钢和其他铁索体合汽轮机转子钢和其他铁索体合金一样，冲击试验断口形貌随金一样，冲击试验断口形貌随试验温度不同而有很大不同。试验温度不同而有很大不同。在低温在低温(dwn)下为脆性断裂下为脆性断裂,材料的许用应力较低材料的许用应力较低,金属容金属容易断裂；易断裂；在高温下为韧性断裂，许用应在高温下为韧性断裂，许用应力高些。低温力高些。低温(dwn)脆性转脆性转变温度一般为变温度

15、一般为100-120度度第11页/共62页第十二页，共62页。4 转子转子(zhun z)运行过运行过程中受力分析程中受力分析 启动中转子受力启动中转子受力:离心拉应力离心拉应力,热应力热应力离心应力和转速的平方成正比离心应力和转速的平方成正比超速试验转速超速试验转速110-112,离心力和额定转速时比增大离心力和额定转速时比增大21-25启动时转子受热启动时转子受热,转子外表面受压转子外表面受压,内表面受拉内表面受拉.若冲转定速后马上做超速实验若冲转定速后马上做超速实验,此时转子中心承受的应此时转子中心承受的应力很大力很大,离心拉应力和热应力离心拉应力和热应力,往往超过材料的许用应往往超过材

16、料的许用应力力,容易出现裂纹容易出现裂纹.启动中除控制转子的温升速度外启动中除控制转子的温升速度外,经过几次暖机经过几次暖机,可以可以使转子内部温度使转子内部温度(wnd)均匀均匀,热应力减少热应力减少第12页/共62页第十三页，共62页。某转子表面蒸汽某转子表面蒸汽 150/h升温升温2小时后小时后,恒温恒温,温度和转子热应力关系曲线温度和转子热应力关系曲线低负荷暖机的原因低负荷暖机的原因若空负荷暖机若空负荷暖机,参数低参数低,进汽量小进汽量小,加热太慢，不经济，且高中压不能超过低温脆性转变温度加热太慢，不经济，且高中压不能超过低温脆性转变温度低负荷暖机运行一段时间进行低负荷暖机运行一段时间

17、进行(jnxng)超速时间，转子热应力明显降低，只受离心拉应力且超过低温脆性转变温度超速时间，转子热应力明显降低，只受离心拉应力且超过低温脆性转变温度第13页/共62页第十四页，共62页。三、汽缸的热膨胀三、汽缸的热膨胀三、汽缸的热膨胀三、汽缸的热膨胀 一一一一 汽缸的热膨胀（绝对汽缸的热膨胀（绝对汽缸的热膨胀（绝对汽缸的热膨胀（绝对(judu)(judu)膨胀）膨胀）膨胀）膨胀）第14页/共62页第十五页，共62页。汽缸(qgng)的绝对膨胀值理论上可以用式表示 式中为计算段材料的线膨胀系数(1）t 一计算工况金属温度与安装温度之差，即计算段的温度增量（）L一一计算截面至死点的轴向距离第15

18、页/共62页第十六页，共62页。n n绝对膨胀值取决于汽缸的长度，线膨胀系数和各段金属温度的变化值绝对膨胀值取决于汽缸的长度，线膨胀系数和各段金属温度的变化值n n实际应用时分段考虑：先计算各区段的绝对膨胀值，然后进行修正和实际应用时分段考虑：先计算各区段的绝对膨胀值，然后进行修正和叠加，得出汽缸的绝对膨胀值。叠加，得出汽缸的绝对膨胀值。n n 注意注意(zh y)(zh y)：每台机组必须首先了解滑销系统：每台机组必须首先了解滑销系统.第16页/共62页第十七页，共62页。n n大容量机组法兰厚度和宽度远大于汽缸壁厚大容量机组法兰厚度和宽度远大于汽缸壁厚,法法兰前后搭在轴承座上兰前后搭在轴承

19、座上,汽缸的膨胀值取决于法兰汽缸的膨胀值取决于法兰各段的平均温度各段的平均温度 t0,L t0,L距离死点的长度距离死点的长度,t0,t0法兰各段法兰各段的平均温度的平均温度 n n一般选取调节级区域的法兰内壁温度作为汽缸轴一般选取调节级区域的法兰内壁温度作为汽缸轴向膨胀的监视点向膨胀的监视点,控制控制(kngzh)(kngzh)监视点温度在正监视点温度在正常允许范围内常允许范围内.第17页/共62页第十八页，共62页。二二汽缸汽缸(qgng)和转子的相对膨胀和转子的相对膨胀-胀差胀差 1)胀差的定义：启动、停机过程中因为转子、汽缸(qgng)的质面比和加热条件不同导致的轴向热膨胀的差值。2)

20、胀差的危害：动、静部分轴向间隙减小。正胀差和负胀差一般机组允许的正账差大于负向账差第18页/共62页第十九页，共62页。3)3)胀差的计算胀差的计算由于汽轮机转子的轴向位置是由推力轴承固定的，由于汽轮机转子的轴向位置是由推力轴承固定的，所以胀差是以推力轴承为起点的某一处，转子和所以胀差是以推力轴承为起点的某一处，转子和汽缸总的膨胀差，同时兼顾汽缸总的膨胀差，同时兼顾(jing)(jing)每段汽缸和每段汽缸和转子各自的膨胀方向例如距推力轴承转子各自的膨胀方向例如距推力轴承B B处的差处的差胀可以表示为：胀可以表示为：式中式中 Lr Lr，LcLc一分别为转子和汽缸的膨胀值（一分别为转子和汽缸的

21、膨胀值（mmmm）r r和和cc一分别为转子和汽缸的线膨胀系数一分别为转子和汽缸的线膨胀系数(1(1C C）t r t r和和t ct c一分别为转子和汽缸的计算工况温度增量一分别为转子和汽缸的计算工况温度增量（）由于汽缸和转子是由多区段组成的，所以计算差胀由于汽缸和转子是由多区段组成的，所以计算差胀时，也是先计算各区段的差胀，然后相加。时，也是先计算各区段的差胀，然后相加。简化为：简化为：l l相对相对=l l转子转子-l l汽缸汽缸=l(=l(t t转子转子-t t汽汽缸缸)=l(t)=l(t转子转子-t-t汽缸汽缸)第19页/共62页第二十页，共62页。第20页/共62页第二十一页，共6

22、2页。4)4)胀差的特征：推力盘处为胀差的特征：推力盘处为0 0，离推力盘越远，转子膨，离推力盘越远，转子膨胀量越大胀量越大,胀差越大。胀差越大。5)5)汽轮机结构设计：离推力盘越远，隔板、叶轮轴向间汽轮机结构设计：离推力盘越远，隔板、叶轮轴向间隙越大。隙越大。6)6)转子轴向热膨胀的相对死点：推力瓦转子轴向热膨胀的相对死点：推力瓦7 7）胀差的测量：各缸轴承处，测量转子和轴承（汽缸）胀差的测量：各缸轴承处，测量转子和轴承（汽缸）之间位移。冷态推力盘靠在工作之间位移。冷态推力盘靠在工作(gngzu)(gngzu)面上时为面上时为0 0，转子多膨胀为正，多收缩为负。，转子多膨胀为正，多收缩为负。

23、8)8)探头布置在轴承座或汽缸上探头布置在轴承座或汽缸上第21页/共62页第二十二页，共62页。9 9）影响胀差的因素）影响胀差的因素）影响胀差的因素）影响胀差的因素(yn s)(yn s)分析分析分析分析 a)a)负荷变化的影响：开机，转速、负荷上升速度快，则负荷变化的影响：开机，转速、负荷上升速度快，则蒸汽量蒸汽量DD快，换热强烈，快，换热强烈，t t（转子（转子(zhun z(zhun z)、汽缸）、汽缸），正胀差，正胀差；停机，负荷；停机，负荷 速度快，则蒸汽温度速度快，则蒸汽温度 快，快，t t（转子（转子(zhun z(zhun z)、汽缸）、汽缸），负胀差，负胀差。b)b)主蒸汽

24、温度升（降）速度：开机，主蒸汽温度升（降）速度：开机，TT快，则正胀差快，则正胀差；停机，；停机，TT速度快则负胀差速度快则负胀差。暖机暖机汽缸和转子汽缸和转子(zhun z(zhun z)的温差取决于蒸汽温升（降）速度的温差取决于蒸汽温升（降）速度第22页/共62页第二十三页，共62页。c)轴封供汽温度轴封供汽温度(wnd)：n n冷态开机，冷态开机，T(T(汽、金属汽、金属)越大，局部正胀差越大；合理越大，局部正胀差越大；合理(hl(hl)使用使用法兰加热装置法兰加热装置n n热态开机，热态开机，T T（汽）低于（汽）低于T(T(金属金属)越多，则局部负胀差越大。越多，则局部负胀差越大。n

25、 n主汽温度下降，未及时倒换汽源，局部负胀差主汽温度下降，未及时倒换汽源，局部负胀差n nd)d)轮盘摩擦鼓风效应轮盘摩擦鼓风效应n ne)e)排汽温度（真空）排汽温度（真空）n nf)f)泊松效应泊松效应第23页/共62页第二十四页，共62页。1010）胀差保护）胀差保护）胀差保护）胀差保护(b(b oh)oh)制定依据制定依据制定依据制定依据n n离推力盘最远，离胀差测点最近处的轮盘、隔板冷态轴向间隙(jin x)（推力盘靠在工作面上时）第24页/共62页第二十五页，共62页。四、汽轮机的热变形四、汽轮机的热变形四、汽轮机的热变形四、汽轮机的热变形汽缸或转子金属内部同一截面存在温差，引起汽

26、缸或转子金属内部同一截面存在温差，引起汽缸或转子金属内部同一截面存在温差，引起汽缸或转子金属内部同一截面存在温差，引起热应力，同时产生热应力，同时产生热应力，同时产生热应力，同时产生(chnshng)(chnshng)热变形热变形热变形热变形热变形的危害：热变形的危害：热变形的危害：热变形的危害：转子和汽缸的变形增大，动静径向间隙发生变转子和汽缸的变形增大，动静径向间隙发生变转子和汽缸的变形增大，动静径向间隙发生变转子和汽缸的变形增大，动静径向间隙发生变化，碰磨，引起大的振动，造成转子弯曲化，碰磨，引起大的振动，造成转子弯曲化，碰磨，引起大的振动，造成转子弯曲化，碰磨，引起大的振动，造成转子弯

27、曲第25页/共62页第二十六页，共62页。(一一一一)上下缸温差引起的热变形上下缸温差引起的热变形上下缸温差引起的热变形上下缸温差引起的热变形1 1 1 1 原因分析原因分析原因分析原因分析:2 2 2 2 径向间隙和金属温差间的关系径向间隙和金属温差间的关系径向间隙和金属温差间的关系径向间隙和金属温差间的关系汽轮机动、静部分的最小径向间隙：隔板汽封和汽轮机动、静部分的最小径向间隙：隔板汽封和汽轮机动、静部分的最小径向间隙：隔板汽封和汽轮机动、静部分的最小径向间隙：隔板汽封和轴端汽封。轴端汽封。轴端汽封。轴端汽封。上、下缸温差引起热变形：猫拱背上、下缸温差引起热变形：猫拱背上、下缸温差引起热变

28、形：猫拱背上、下缸温差引起热变形：猫拱背上、下缸温差的危害上、下缸温差的危害上、下缸温差的危害上、下缸温差的危害(wihi)(wihi)(wihi)(wihi)：下缸隔板汽封间：下缸隔板汽封间：下缸隔板汽封间：下缸隔板汽封间隙减小，动、静部分摩擦隙减小，动、静部分摩擦隙减小，动、静部分摩擦隙减小，动、静部分摩擦 。第26页/共62页第二十七页，共62页。上下缸温差上下缸温差上下缸温差上下缸温差(wnch)(wnch)引起的汽缸热变形引起的汽缸热变形引起的汽缸热变形引起的汽缸热变形第27页/共62页第二十八页，共62页。n n运行规程对上、下缸温差的限制:35-50n n依据：n n 隔板(bn

29、)汽封间隙：0.4-0.7mm(单边),n n 上、下缸温差每增加10，隔板(bn)汽封径向间隙变化0.1mm。第28页/共62页第二十九页，共62页。(二二二二)汽缸汽缸汽缸汽缸(qgng)(qgng)内外壁和法兰内外壁温差引起的热变形内外壁和法兰内外壁温差引起的热变形内外壁和法兰内外壁温差引起的热变形内外壁和法兰内外壁温差引起的热变形n n汽缸法兰随机组容量增大变厚汽缸法兰随机组容量增大变厚,启动停机负荷启动停机负荷(fh)(fh)变动时变动时,内外壁温差产生热应力外内外壁温差产生热应力外,还可能还可能导致热变形导致热变形n n内温度高时内温度高时,内、外壁温差引起热变形中部为内、外壁温差

30、引起热变形中部为立椭圆，法兰出现内张口；两端为横椭圆，法兰立椭圆，法兰出现内张口；两端为横椭圆，法兰出现外张口。出现外张口。n n 危害：危害：法兰产生塑性变形，漏汽；法兰产生塑性变形，漏汽；隔板隔板汽封径向间隙减小，碰摩；法兰螺栓受力增大汽封径向间隙减小，碰摩；法兰螺栓受力增大,损伤法兰螺栓。损伤法兰螺栓。第29页/共62页第三十页，共62页。第30页/共62页第三十一页，共62页。法兰内外法兰内外法兰内外法兰内外(niwi)(niwi)温差引起的汽缸热变形温差引起的汽缸热变形温差引起的汽缸热变形温差引起的汽缸热变形第31页/共62页第三十二页，共62页。运行规程(guchng)对内、外壁温

31、差的限制：有法兰螺栓加热装置小于30，无法兰螺栓加热装置小于100。内、外壁温差控制方法控制蒸汽与缸内壁的温差和蒸汽温升率。投入法兰螺栓加热装置。第32页/共62页第三十三页，共62页。(三三)转子转子(zhun z)的热弯曲的热弯曲1)1)弯曲的分类：弹性（暂时），塑性（永久）。弯曲的分类：弹性（暂时），塑性（永久）。2)2)由由于于转转子子的的径径向向温温差差太太大大,其其热热应应力力超超过过材材料料的的屈屈服服极极限限,造造成成转转子子的的永永久久变变形形产产生生塑塑性弯曲性弯曲3)3)2)2)弯弯曲曲的的危危害害：振振动动加加大大；动动、静静部部分分径径向间隙向间隙 减小，碰磨。减小，

32、碰磨。4)4)盘盘车车装装置置的的作作用用(zuyng)(zuyng)之之一一当当汽汽轮轮机机上上下下存存在在温温差差时时,盘盘动动转转子子,上上下下受受热热均均匀匀,减减少转子的热弯曲少转子的热弯曲第33页/共62页第三十四页，共62页。3 3）引起弯曲的原因）引起弯曲的原因转子转子(zhun z(zhun z)存在径向温差（停机，转子存在径向温差（停机，转子(zhun z(zhun z)静止，静止，上、下缸温度不等）上、下缸温度不等）离心力的作用离心力的作用静止状态下进蒸汽。静止状态下进蒸汽。碰磨，局部加热碰磨，局部加热 冷态原始弯曲冷态原始弯曲汽缸进水汽缸进水第34页/共62页第三十五页

33、，共62页。4）热弯曲）热弯曲(wnq)的测量的测量n n晃动的测量位置：轴承附近的轴径处。晃动的测量位置：轴承附近的轴径处。n n晃晃动动的的测测量量内内容容：转转子子转转动动(zhun(zhun dng)dng)中中，轴轴径表面与探头的径向间隙径表面与探头的径向间隙,直流分量。直流分量。n n晃动的组成晃动的组成 ：临时弯曲：临时弯曲+原始晃动原始晃动 n n.n n 晃晃动动变变化化值值就就是是轴轴承承附附近近轴轴径径处处的的轴轴弯弯曲曲增增加值加值第35页/共62页第三十六页，共62页。.n n晃动测量值fu与缸内最大轴弯曲fmax的关系n nfmax=0.25fuL/ln nLl，测

34、量可用千分表（1/1000mm）n n计算值最大轴弯曲处为两轴承的中间处，实际(shj)最大轴弯曲处为调节级或中压缸第一级处，上述算法偏于安全第36页/共62页第三十七页，共62页。n n运行规程对弯曲的限制：测得转子晃度.不得超过(chogu)原始晃度0.02mmn n验收规范：冷态最大弯曲0.05mm,必须直轴。第37页/共62页第三十八页，共62页。5)5)运行时防止大轴运行时防止大轴运行时防止大轴运行时防止大轴(d zhu)(d zhu)弯曲的措施弯曲的措施弯曲的措施弯曲的措施 第38页/共62页第三十九页，共62页。n n运行规程对弯曲的限制：运行规程对弯曲的限制：fufu不得大于不

35、得大于0.02mm0.02mm（0.04)0.04)。n n依据：依据：fu fu对应的对应的fmaxfmax必须小于隔板汽封间隙必须小于隔板汽封间隙n n考虑过临界转速考虑过临界转速(zhun s)(zhun s)时的振动值时的振动值0.40mm 0.40mm。n n验收规范：如冷态最大弯曲验收规范：如冷态最大弯曲0.05mm,0.05mm,必须直轴，必须直轴，n n若若0.03mm0.03mm冷态最大弯曲冷态最大弯曲0.05mm0.05mm则需重做高速动平衡。则需重做高速动平衡。第39页/共62页第四十页，共62页。控制弯曲的基本控制弯曲的基本(jbn)措施措施 n n做好动平衡；n n严

36、禁(ynjn)在转子静止状态下进汽；n n控制振动，防止碰摩；n n控制蒸汽温升率。第40页/共62页第四十一页，共62页。晃摆值 现场称为晃度，实际上是指转子永久(yngji)或热弯曲和转子表面不圆度等，在低速下所呈现的摆动值（双幅），也称晃摆值，它不包括任何外力作用下转轴所产生的位移，因此测量转子晃摆值必须在低速下进行。若忽略转子表面不圆度的影响，晃摆值应等于转子弯曲值的两倍，第41页/共62页第四十二页，共62页。偏心偏心在机组运行监测和转子平衡两个领域内，偏心的含义不在机组运行监测和转子平衡两个领域内，偏心的含义不同同在机组运行监测中，偏心是指轴颈中心偏离轴瓦中心的在机组运行监测中，偏

37、心是指轴颈中心偏离轴瓦中心的现象，也称偏心位置通过偏心的监测可以发现转子现象，也称偏心位置通过偏心的监测可以发现转子承受外加载荷和轴瓦工作的状况承受外加载荷和轴瓦工作的状况(zhungkung)(zhungkung)。在转子平衡领域内，偏心是指转子质量中心偏离转轴回在转子平衡领域内，偏心是指转子质量中心偏离转轴回转中心的一种现象，称为质量偏心，简称偏心其偏转中心的一种现象，称为质量偏心，简称偏心其偏离的数值称偏心距，单位是微米，它不能被任何仪表离的数值称偏心距，单位是微米，它不能被任何仪表直接测量出来偏心是引起转轴振动最重要的激振力。直接测量出来偏心是引起转轴振动最重要的激振力。第42页/共6

38、2页第四十三页，共62页。一转子弯曲所呈现的晃摆值；二轴颈中心偏离(pinl)轴瓦中心的距离将偏心、偏心率(度)的测量分别定义为轴颈在轴瓦内相对位置、转子弯曲的测量第43页/共62页第四十四页，共62页。弯曲弯曲(wnq)和振动的和振动的互激互激 弯曲加大振动 振动引发碰摩 局部(jb)加热 弯曲增大 第44页/共62页第四十五页，共62页。第三节第三节 其他其他(qt)监视参数监视参数600MW汽轮机主要参数限值第45页/共62页第四十六页，共62页。序号参 数单位正 常高 限低 限跳 闸1转速rpm300033602负荷MW6583主汽温538543528474/4604高排温度42043

39、25凝汽器真空KPa-95.5/-94.5(A/B)-86.6-74.76排汽温度801077推力瓦磨损油压KPa85(0.6mm)118(0.8mm)8高中压缸差胀mm20.24.73.4/21.69低压缸差胀mm31.87.410主机轴振mm0.125(#9:0.067)0.2(#9:0.1)11EHG油压力MPa118.97.612EHG油温度4045652013润滑油压MPa0.1960.1030.06914润滑油温434615顶轴油压MPa10202.716轴承回油温度50607517支持轴承温度115121（手动）18推力瓦温度85107（手动）19主油箱油位mm50100-100

40、20EHG油箱油位mm50100-10021主机轴封压力KPa271122轴加负压KPa-3-3.5-2.523凝汽器水位mm50178-178第46页/共62页第四十七页，共62页。n n主汽温度(wnd)n n监视段压力n n润滑油压和轴瓦温度(wnd)n n真空第47页/共62页第四十八页，共62页。主汽温度主汽温度(wnd)高高n n危害：材料高温蠕变(r bin)；紧固件松驰。n n处理措施：n n额定为535度，连续545度30min以上不能下降，停机；n n550度，立即停机。第48页/共62页第四十九页，共62页。主汽温度主汽温度(wnd)低低n n主主要要危危害害：水水冲冲击

41、击和和末末几几级级叶叶片片(ypin)湿度大湿度大n n故障类型故障类型1：汽温直线下降：汽温直线下降n n处理措施：处理措施：10分钟内下降分钟内下降50度，打闸停机。度，打闸停机。第49页/共62页第五十页，共62页。n n故故障障类类型型2：汽汽压压基基本本不不变变，汽温下降汽温下降(xijing)n n处处理理措措施施：低低于于额额定定温温度度20度度时时，开开始始减减负负荷荷，每每降降低低10度度减减20%负荷。负荷。n n故故障障类类型型3：汽汽温温、汽汽压压同同时时下降下降(xijing)n n处处理理措措施施：按按滑滑参参数数停停机机监监视视。过过热热度度低低于于50度度，打打

42、闸闸停停机机；调调节节级级后后蒸蒸汽汽温温度度低低于于（高高内内缸缸上上半半内内壁壁温温度度+35度度），打打闸停机。闸停机。第50页/共62页第五十一页，共62页。监视监视(jinsh)段压力段压力n n监视段压力：各段抽汽压力与流量的比值变化反映通流面积变化，监视抽汽压力能够及时发现断叶片、异物堵塞(ds)，叶片结垢故障，所以各段抽汽压力称为监视段压力。n n其中，调节级后压力能反映整个通流部分面积变化，最重要。第51页/共62页第五十二页，共62页。润滑油压和轴瓦润滑油压和轴瓦(zhuw)温度温度n n润滑油压应重点监视励磁机端部轴承油压，因为该瓦离油泵最远。n n下列之一，立即停机：n

43、 n轴承回油温度超过(chogu)75度或突然上升到70度；n n乌金温度超过(chogu)90度；n n回油温度升高，轴承冒烟；n n润滑油压低于规定值，启动交、直流油泵无效。第52页/共62页第五十三页，共62页。低真空低真空(zhnkng)的危害的危害n n转子中心变化，附加一个弯矩，轴弯曲，振动加大。转子中心变化，附加一个弯矩，轴弯曲，振动加大。n n凝汽器铜管胀口脱开。凝汽器铜管胀口脱开。n n维持维持(wich)(wich)负荷，则蒸汽流量加大，调节级和末级动叶过负荷。负荷，则蒸汽流量加大，调节级和末级动叶过负荷。n n原因不明则按真空度减负荷原因不明则按真空度减负荷(200MW)

44、(200MW)n n 真空度（真空度（%）85 83 80 77 75 72 59 85 83 80 77 75 72 59n n负荷（负荷（%）100 80 60 40 20 0 100 80 60 40 20 0 停机停机第53页/共62页第五十四页，共62页。n n 循环水中断n n故障发生判断特征：n n1)循环水泵电流至0，或n n2)循环水进水压力降低。n n处理措施：检查(jinch)循环水泵 跳 闸，投 备 用 泵；检 查(jinch)循环水进水门。第54页/共62页第五十五页，共62页。n n 凝结器满水n n故障发生判断特征：凝结器水位高信号。n n故障原因：n n1）负荷

45、上升，凝结水至除氧器门未相应开大；软化水补水门关不严；n n2）铜管破裂。n n处理措施：开大凝结水至除氧器门；检查、关闭(gunb)软化水补水门；凝结水硬度超标则申请减负荷、停机。第55页/共62页第五十六页，共62页。n n 轴封供汽不足n n故障发生判断特征：轴封供汽压力到0或微负压(f y)。n n处理措施：开大轴封调整门。第56页/共62页第五十七页，共62页。n n 轴封供汽不足n n故障发生判断特征：轴封供汽压力到0或微负压(f y)。n n处理措施：开大轴封调整门。第57页/共62页第五十八页，共62页。n n 抽气器出力不足n n故障特征：n n1）射水泵电流为0；或n n2

46、）射水泵工作水温上升；或n n3）射水泵出口压力低。n n处理措施(cush)：检查射水泵是否跳闸，启动备用泵；降低射水水温。第58页/共62页第五十九页，共62页。n n 凝 结 器 汽 侧 漏 入 空 气(kngq)或其他不明原因n n故障特征：n n1）凝结水过冷度增大；n n2）有低真空报警，而其他四类原因都不是。n n处理措施：n n1）检查与凝结器汽侧相连的疏水管路和底部放水门是否漏气；n n2）检查凝结器汽侧阀门和喉部法兰等结合面是否漏气。第59页/共62页第六十页，共62页。通流部分技术通流部分技术(jsh)状况状况n n自动主汽门和调节门压损异常：额定负荷时调节汽门自动主汽门

47、和调节门压损异常：额定负荷时调节汽门后压力异常变化，反后压力异常变化，反n n映调门故障或喷嘴损伤；映调门故障或喷嘴损伤；n n额定负荷时调节级压力升高：反映额定负荷时调节级压力升高：反映(f(f nyng)nyng)通流部通流部分结垢或损伤；分结垢或损伤；n n额定负荷时抽汽压力升高：反映额定负荷时抽汽压力升高：反映(f(f nyng)nyng)该抽汽后该抽汽后级段结垢或损伤；级段结垢或损伤；n n额定负荷时调节级温度升高：反映额定负荷时调节级温度升高：反映(f(f nyng)nyng)喷嘴损喷嘴损伤；伤；n n额定负荷时抽汽温度升高：有高温蒸汽漏入抽汽管道；额定负荷时抽汽温度升高：有高温蒸

48、汽漏入抽汽管道；n n循环水温升大：反映循环水温升大：反映(f(f nyng)nyng)循环水流量不足；循环水流量不足；第60页/共62页第六十一页，共62页。n n凝汽器端差大：反映凝汽器铜管结垢或凝结水溶氧大凝汽器端差大：反映凝汽器铜管结垢或凝结水溶氧大或真空严密性不合格或真空严密性不合格n n（冬季因循环水入口（冬季因循环水入口(r k(r k u)u)温度低引起的端差大除温度低引起的端差大除外）；外）；n n凝结水硬度大：反映凝汽器铜管泄漏，循环水进入凝凝结水硬度大：反映凝汽器铜管泄漏，循环水进入凝结水；结水；n n轴向位移增大或异常：反映轴向推力变化或推力瓦损轴向位移增大或异常：反映

49、轴向推力变化或推力瓦损坏或传感器失灵；坏或传感器失灵；n n胀差增大：影响通流部分轴向间隙变化：反映汽缸或胀差增大：影响通流部分轴向间隙变化：反映汽缸或转子膨胀异常（比如转子膨胀异常（比如n n轴封供汽温度异常、转子局部摩擦发热、汽缸膨胀变轴封供汽温度异常、转子局部摩擦发热、汽缸膨胀变温等）；温等）；n n汽缸进水或进冷汽：下缸温度降低，上缸温度增大，汽缸进水或进冷汽：下缸温度降低，上缸温度增大，汽缸金属温度变化率汽缸金属温度变化率n n加大，轴封供汽温度低，相邻轴承振动增加；加大，轴封供汽温度低，相邻轴承振动增加；n n汽水温度低：反映高压加热器故障。汽水温度低：反映高压加热器故障。第61页/共62页第六十二页，共62页。