如何防范汽轮机大轴弯曲？

汽轮机大轴弯曲分为弹性热弯曲和永久性弯曲。弹性热弯曲是指转子内部温度不均，转子受热膨胀受阻造成的转子弯曲。永久性弯曲是指转子局部受到急剧加热或冷却，受热(冷却)部位的膨胀(收缩)受到约束，产生很大的热应力，超过转子材料在该温度下的屈服极限而产生塑性变形。当转子温度均匀后，该部位塑性变形不能消失形成永久弯曲。

一、汽轮机大轴弯曲的表现

机组发生异常振动，轴承箱晃动，轴封冒火花或形成火环；胀差发生变化；过临界转速时，振动明显增大；惰走时间明显缩短，甚至发生急刹车现象；晃动度超限，盘车电流摆动，连续盘车4小时不能消除，严重时盘车投不上。

二、汽轮机大轴弯曲事故的种类

1、热态启动时由于汽封送的过小，真空又高，造成汽缸进低温汽。

2、由于汽缸温度监视不够，没有发现异常，冲转时机组发生动静部分摩擦；

3、由于汽缸滑销卡涩，机组发生摩擦，当升速中，转速有下降的现象，并且伴随机组振动。

4、未及时故障停机，反而开大调速汽门升速，后停机后未查出汽缸膨胀有跳跃现象。反复多次启动，造成大轴弯曲；

5、轴封高温汽进入汽缸夹层。对猫爪及第一汽封套局部加热较强烈，标高的变化和汽封套的变形，造成汽封套下径向间隙消失，产生摩擦；晃动表故障，晃动度一直是0.05MN，未引起重视，并且上下缸温差一直是0度。在下缸温度表失灵的情况下，启动过程中造成大轴弯曲。

6、停机时汽缸以明显进水，而抄表人员未分析判断；

7、高压旁路减温水门不严，并且高排逆止门不严，锅炉点火后造成，高压缸进水，未及时判断出汽缸进水，盲目启动造成大轴弯曲；

8、滑参数停机中，汽温下降率过大，胀差明显超限，值长未及时命令打闸停机，造成大轴弯曲；

9、停机后未及时停给水泵，造成一次汽打压，汽缸进水，未采取必要的措施，盲目启动，造成大轴弯曲；

10、功率表无指示，由于接线错误，并网后有功功率和无功功率表均无指示，没有及时停机处理，使DEH系统在没有功率反馈的条件下，将高压油动机开到最大，根据发电机转子电流2000A，推算有功负荷在33-45MW，蒸汽流量在220t／h左右，促使高压胀差的变化率增大；蒸汽经轴封供汽门漏入汽缸，汽缸受到冷却，大轴发生塑性弯曲。

三、引起大轴弯曲的主要原因

1、动静部分摩擦使转子局部过热

停机后在汽缸温度较高时，由于某种原因使冷气冷水进入汽缸，引起高温状态下的转子局部骤然冷却，出现很大的上下温差而产生热变形，造成大轴弯曲。据计算结果，当转子上下温差达到150～200℃时，就会造成大轴弯曲。转子金属温度越高，越易造成大轴弯曲。

2、转子材料存在过大的内应力

在较高的工作温度下经过一段时间的运转后，内应力逐渐得到释放，从而使转子产生弯曲变形。

3、机组在滑停过程中，专业管理人员和运行值班员对敲打清空粉仓引起锅炉燃烧不稳定，造成参数异常波动而引起对汽轮机冲击危害的严重性认识不足，没有针对特殊的运行方式做好充分的事故预想和采取防范措施。《汽轮机运行规程》中缺乏供运行人员操作时进行对照的停机曲线，如机组正常停机时的降温降压曲线、停机后汽缸主要金属温度的下降曲线、正常停机惰走曲线和紧急破坏真空停机过程的惰走曲线等。

4、对停机过程发生的异常情况不重视，没有及时组织专业技术人员进行深入分析，这是导致机组小修后5次开机不成功，检修时间延长，事故损失扩大的重要原因。如停机时转子惰走时间从正常值4min缩短至21min，机组转速降至2000r／min以下时没有监视机组振动情况，停机后DCS历史数据库内存资料丢失等。

四、防止大轴弯曲的措施

1、制定出机组在各种状态下的典型启动曲线(冷态、温态、热态滑参数启动)和停机曲线(滑参数停机和中参数停机的降温降压曲线，停机后的汽缸主要金属温度的下降曲线，正常停机惰走曲线和紧急破坏真空停机过程的惰走曲线等)，编入运行规程。

2、滑参数停机过程中，专业技术人员应根据特殊情况，制定出滑参数停机的具体方案和防范措施并严格执行。

3、机组监测仪表必须完好准确，并定期进行校验，尤其是大轴弯曲表，振动表和汽缸金属温度表，应该按照热工监督条例进行考核。

4、发生下列情况之一，应立即打闸停机：

运行中注意监视主再热汽温的变化，10分钟下降50度时，应故障停机。左右蒸汽温差42度时，故障停机。

注意监视汽封温度压力的变化，防止汽封带水。严密监视凝结器除氧器高低加水位，并根据其它表计判断，防止假水位，特别是冬季要注意防止表计上冻。注意胀差、汽缸膨胀、轴向位移、机组振动、高中压缸温度。启动前，注意缸壁温差和大轴挠度符合规程规定。启动前根据规程规定盘车。一般不少于2-4小时。升速过程中要注意监视机组的振动，如果有异常要查明原因。锅炉灭火时注意监视主、再热气温，并注意及时关闭抽头电动门。防止汽缸进冷水冷汽，并注意监视缸壁温差的变化。热态启动时严格按热态启动的要求。

五、汽轮机启动前必须符合以下条件，否则禁止启动：

1、大轴晃动、串轴、胀差、低油压、转速和振动等表记显示正确，并正常投入。

2、大轴晃动值不应超过制造厂的规定值，或大于原始值的0.02mm。

3、高压外缸上、下缸温差不超过50℃。高压内缸上、下缸温差不超过35℃；启动前上、下缸温差超标不允许采用投夹层加热来缩小缸温差的办法以满足启动条件。

4、主蒸汽温度必须高于额定蒸汽温度；蒸汽过热度不低于50℃。

5、机组冲转过程中因振动异常停机必须回到盘车状态时，应全面检查，认真分析，查明原因。当机组已符合启动条件时，连续盘车不少于4h才允许再次启动，严禁盲目启动。

6、机组热态启动前应检查停机记录和停机后汽缸金属温度记录，并与正常停机曲线和正常状态下的汽缸金属温度下降曲线进行比较，若有异常认真分析，查明原因，采取措施及时处理。

7、停机后应认真检查、监视凝汽器、除氧器和加热器的水位，防止冷汽、冷水进入汽轮机，造成转子弯曲。

8、停机后应立即投入盘车。当盘车电流较正常值大、摆动或有异音时，应及时分析、处理。当轴封摩擦严重时，应先改为手动的方式盘车1800，待摩擦基本消失后投入连续盘车。当盘车盘不动时，禁止强行盘车。

9、热态启动时应先投轴封后抽真空，高压轴封使用的高温汽源应与金属温度相匹配，汽封供汽必须具有14摄氏度以上的过热度，低压供汽封汽温度控制在121～177℃之间。当高中低压汽封供汽温度小于150℃或汽封供汽温度与调端高压缸端壁温差小于85℃时，检查轴封供汽减温水应关闭。轴封汽管道应充分暖管、疏水，防止冷水或冷汽从轴封进入汽轮机。机组未盘车前禁止向汽封供汽。

10、当发现汽轮机有水冲击现象时，应立即打闸停机。

11、所有高低加除氧器水位保护应投入运行并定期实验。加热器泄露时，应立即停止加热器运行，并将抽汽逆止门关闭。