摘 要: 針對近年來國內外大型汽輪機動靜磨損事故發生的較為頻繁, 設備的損壞事故則更加突出的問題, 結合多年的運行經驗, 對通流部分動、靜磨損的原因進行了分析, 提出了防止動、靜摩擦的技術措施。
關鍵詞:汽輪機; 通流部分; 動靜磨損
1 通流部分動、靜磨損的原因分析
1. 1 動靜部套加熱或冷卻膨脹不均勻
由于高壓汽輪機相對于轉子來說汽缸質量比較大, 而受熱面比較小, 即轉子和氣缸的質面比相差較大, 在啟動過程中轉子加熱和膨脹速度比汽缸快, 這樣產生了膨脹差值, 通常稱之為脹差, 如果脹差超過了軸向的動靜間隙, 就會在軸向產生動靜摩擦。由于上下汽缸散熱和保溫條件等不同因素, 上下缸也會產生溫差, 汽缸法蘭內外壁受熱條件不同也會產生溫差, 這些溫差都會使汽缸變形, 變形改變了動靜部分的間隙分配, 當間隙大于動靜間隙時, 就會產生動靜磨檫。
1. 2 動靜間隙調整不當
在汽輪機啟停和運行過程中, 汽缸熱應力和熱變形以及各受力部件的機械變形, 必然會引起動靜間隙的變化。所以就要全面的考慮各種因素的影響,制定出合理的動靜間隙, 在安裝和檢修過程中進行認真的檢查和調整, 如果動靜間隙調整不當, 就會引起動靜摩擦。
1. 3 汽缸法蘭加熱裝置使用不當
汽缸法蘭加熱裝置可以減少脹差, 避免動靜部分摩擦, 如果加熱過度就會使法蘭外壁溫度高于內壁, 使汽缸產生危險的變形, 而且破壞了脹差的分布規律, 經驗證明即使脹差表上所看到脹差指示沒有超過允許值, 也會產生嚴重的動靜摩擦。
1. 4 受力部件機械變形超過允許值
通流部分的受力部件如隔板葉輪等由于設計剛度不足或在異常工況下運行使工作應力增加都會使這些部套產生過大的變形, 從而造成嚴重的動靜摩擦事故, 這類情況在一些大容量機組上曾多發生。
1. 5 部件的松動位移及機組的強烈震動
推力或支承軸承損壞、轉子套裝部件的松動位移及機組的強烈震動等, 都會引起汽輪機組動靜摩擦。
2 通流部分磨損所造成的危害
高速運轉的汽輪機組, 具有強大的轉動力矩, 一旦在動靜之間發生了摩擦。就會發生因動靜摩擦受熱膨脹, 膨脹加強摩擦這種惡性循環, 從而造成嚴重的損壞, 從過去發生的動靜摩擦事故對設備的損壞情況來看主要有以下幾方面。
2. 1 大軸彎曲
2. 2 葉片斷裂
一方面表現為直接的沖擊折斷, 這種情況少見;更多表現在因磨損消弱了強度, 或因鉚釘頭磨損, 圍帶飛脫, 破壞了原有的成組連接時的振動頻率, 運行中產生共振而脫落。
2. 3 葉輪損壞
嚴重的動靜摩擦不但會直接消弱葉輪的強度,還會因摩擦過熱引起金相組織變化, 在材料內部造成內應力以致在運行中產生裂紋破壞。
2. 4 隔板變形破裂
損毀最嚴重的往往是鑄鐵隔板, 磨擦最嚴重部位通常在結合面附近隔板汽封和靜葉的內弧附近。由于局部磨擦過熱使隔板產生大量的輻射狀裂紋。同時還會產生嚴重的變形。
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