防止大軸彎曲講解課件

1、防止汽輪機(jī)大軸彎曲總結(jié)汽輪機(jī)以往所發(fā)生的轉(zhuǎn)子彎曲事故，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的事故在發(fā)生、發(fā)展過程中都有運(yùn)行人員違章操作、領(lǐng)導(dǎo)違章指揮的成分，違章操作和操作不當(dāng)往往是事故的直接原因或者是事故擴(kuò)大的原因。因此，要求運(yùn)行人員必須遵守運(yùn)行規(guī)程，一切操作要按規(guī)程的規(guī)定操作，不要因?yàn)槟硞€(gè)領(lǐng)導(dǎo)的指揮而違背運(yùn)行規(guī)程。檢修人員在大修時(shí)，要嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行，確保檢修質(zhì)量，消除設(shè)備隱患。第1頁(yè)，共15頁(yè)。汽輪機(jī)大軸彎曲事故是運(yùn)行中出現(xiàn)次數(shù)較多的一種。大軸彎曲后振動(dòng)變大，會(huì)迫使機(jī)組停運(yùn)，并且會(huì)使一些軸封被磨損，造成通流部分損壞。軸封及通流部分修復(fù)困難大，將大軸重新校直費(fèi)時(shí)較多，從而造成重大損失。第2頁(yè)，共15頁(yè)。 大

2、軸彎曲的種類大軸彎曲可分為兩種：熱彈性彎曲 為永久性彎曲熱彈性彎曲：指轉(zhuǎn)子在一截面上溫度不均勻，轉(zhuǎn)子受熱時(shí)，在轉(zhuǎn)子軸向上熱膨脹不均勻造成彎曲的，但溫差較小，熱應(yīng)力較低，低于屈服極限，因而不產(chǎn)生永久彎曲變形，待轉(zhuǎn)子內(nèi)溫度均勻后轉(zhuǎn)子又變直，熱彎曲自然消失。永久性彎曲：當(dāng)轉(zhuǎn)子局部區(qū)域受到強(qiáng)烈急劇加熱（或冷卻）時(shí)，此區(qū)域與其他部分產(chǎn)生很大的溫度差，受熱部分熱膨脹受到約束，受到很大的壓應(yīng)力，當(dāng)其超過材料的屈服極限，轉(zhuǎn)子受熱部分產(chǎn)生壓縮性塑性變形；與之相反，在溫度較低處則因受拉而軸向長(zhǎng)度變長(zhǎng)。當(dāng)轉(zhuǎn)子內(nèi)部溫度均勻后，該部分的塑性變形不會(huì)消失，從而使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生永久彎曲。第3頁(yè)，共15頁(yè)。 汽輪機(jī)彎軸的機(jī)理 汽輪

3、機(jī)的大軸很粗，所以產(chǎn)生永久彎曲事故絕非由于外力加在軸上所致。根據(jù)計(jì)算，這需要幾十噸的外力才能使軸的中部產(chǎn)生幾毫米的變形，應(yīng)力仍小于屈服極限，不會(huì)產(chǎn)生永久變形。 大軸在初加工后粗加工前，均經(jīng)過“熱跑”，即轉(zhuǎn)子在稍高于最高溫度長(zhǎng)時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)，以消除由于鍛打和粗加工時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，故正常轉(zhuǎn)子亦不會(huì)由于內(nèi)應(yīng)力逐漸消失而產(chǎn)生變形，而且即使原來仍稍有內(nèi)應(yīng)力，亦將因長(zhǎng)期工作在工作溫度下消失，且由此產(chǎn)生變形也應(yīng)是長(zhǎng)期緩慢，不會(huì)產(chǎn)生突變。 大軸的彎曲一般均是由于熱應(yīng)力過大造成的。大軸在圓周上局部摩擦受熱，此部分材料遇熱膨脹、而周圍的材料溫度較低，熱膨脹較小，因而受熱部分的熱膨脹受到約束，膨脹量比自由膨脹時(shí)的膨脹量小

4、，材料受到壓力；而對(duì)材料較冷的部分受到相反的拉應(yīng)力，這時(shí)轉(zhuǎn)子便產(chǎn)生熱變形。在溫度較高的一側(cè)軸向長(zhǎng)度大，在溫度較低一側(cè)軸向長(zhǎng)度較短，故軸向彎曲，凸向溫度高的一側(cè)。第4頁(yè)，共15頁(yè)。大軸彎曲的原因造成大軸彎曲的具體原因從本質(zhì)上講可以分為兩類：一類為局部碰摩產(chǎn)生局部過熱所引起的；另一類為汽缸進(jìn)汽、水使轉(zhuǎn)子驟然受冷所引起的，兩者共同之處在于都是由溫差和熱應(yīng)力引起彎曲。第5頁(yè)，共15頁(yè)。1、通流部分局部碰摩引起大軸彎曲 轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)因轉(zhuǎn)速較高，即使汽缸內(nèi)部汽溫局部不均勻，但對(duì)轉(zhuǎn)子而言可認(rèn)為在圓周上是均勻受熱，不會(huì)引起熱彎曲。而引起局部過熱常是由于動(dòng)靜部分產(chǎn)生碰摩，由于碰摩產(chǎn)生的熱只加在軸的圓周的局部上，

5、從而產(chǎn)生局部過熱。一旦發(fā)生碰摩后，碰摩處溫度會(huì)升高，熱膨脹加大，使碰摩處變得凸起，進(jìn)一步使碰摩加劇，形成一惡性循環(huán)，終使大軸彎曲變大，振動(dòng)變大，導(dǎo)致事故停機(jī)。 在第一臨界轉(zhuǎn)速下，大軸熱彎曲方向與轉(zhuǎn)子不平衡力方向大體一致。此時(shí)，發(fā)生動(dòng)靜摩擦將產(chǎn)生惡性循環(huán)，致使大軸產(chǎn)生永久彎曲。而在第一臨界轉(zhuǎn)速上，熱彎曲方向與轉(zhuǎn)子不平衡力方向趨于相反，有使摩擦脫離趨向。所以，應(yīng)充分重視低轉(zhuǎn)速時(shí)振動(dòng)、摩擦檢查。 第6頁(yè)，共15頁(yè)。 在高速轉(zhuǎn)動(dòng)下摩擦產(chǎn)生的熱量是很大的，即使有蒸汽流過，亦不能將熱量帶走阻止溫度升高。有時(shí)外軸封處局部碰摩產(chǎn)生的火花冒到機(jī)外，在停機(jī)以后檢查，碰摩處可能會(huì)變成藍(lán)色，表明碰摩時(shí)產(chǎn)生過高溫，淬火

6、后變色并留有碰摩痕跡。在大軸冷卻到室溫條件下，碰摩處亦即是軸凹入處，這一些都是這種碰摩彎曲的特征。2、套裝件位移 套裝轉(zhuǎn)子上套裝件偏斜、卡澀和產(chǎn)生相對(duì)位移；汽輪機(jī)斷葉、強(qiáng)烈振動(dòng)、轉(zhuǎn)子產(chǎn)生過大彎矩等原因使套裝件和大軸產(chǎn)生位移，都將造成汽輪機(jī)大軸彎曲。第7頁(yè)，共15頁(yè)。 3、轉(zhuǎn)子材料內(nèi)應(yīng)力過大 汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子原材料不合格，存在過大內(nèi)應(yīng)力，在高溫狀態(tài)運(yùn)行一段時(shí)間后，內(nèi)應(yīng)力逐漸釋放，造成大軸彎曲。 4、運(yùn)行管理不當(dāng) 總結(jié)轉(zhuǎn)子彎曲事故，大多數(shù)在發(fā)生、發(fā)展過程中都有領(lǐng)導(dǎo)違章指揮，運(yùn)行人員違章操作，往往這是事故直接原因和事故擴(kuò)大的原因。如不具備啟動(dòng)條件強(qiáng)行啟動(dòng)；忽視振動(dòng)、異音危害；各類原因造成汽缸進(jìn)水；緊急停機(jī)

7、拖延等違章違規(guī)，造成大軸彎曲。第8頁(yè)，共15頁(yè)。彎軸框圖加熱軸封設(shè)備本身振動(dòng)暫時(shí)彎曲永久彎曲彎軸揭缸轉(zhuǎn)子內(nèi)應(yīng)力大套裝件位移汽缸、法蘭溫差冷汽冷水彎曲消除停機(jī)、盤車違章指揮盲目啟動(dòng)除氧器加熱器凝汽器旁路系統(tǒng)疏水水位主再汽溫第9頁(yè)，共15頁(yè)。防止大軸彎曲的措施1做好汽輪機(jī)組基礎(chǔ)技術(shù)工作1.1轉(zhuǎn)子安裝原始彎曲的最大晃動(dòng)值(雙振幅)，最大彎曲點(diǎn)的軸向位置及在圓周方向的位置、機(jī)組應(yīng)備有安裝和大修資料； 1.2大軸彎曲表測(cè)點(diǎn)安裝位置的原始晃動(dòng)值(雙振幅)，最高點(diǎn)在圓周方向的位置；1.3機(jī)組正常啟動(dòng)過程中的波德圖和實(shí)測(cè)軸系臨界轉(zhuǎn)速；1.4正常情況下盤車電流和電流擺動(dòng)值，以及相應(yīng)的油溫和頂軸油壓；1.5正常停

8、機(jī)過程的惰走曲線，以及相應(yīng)的真空和頂軸油泵的開啟時(shí)間。緊急破壞真空停機(jī)過程的惰走曲線。1.6停機(jī)后，機(jī)組正常狀態(tài)下的汽缸主要金屬溫度下降曲線。1.7通流部分的軸向間隙和徑向間隙。1.8應(yīng)具有機(jī)組在各種狀態(tài)下的典型起動(dòng)曲線和停機(jī)曲線，并應(yīng)全部納入運(yùn)行規(guī)程。1.9記錄機(jī)組起停全過程中的主要參數(shù)和狀態(tài)。停機(jī)后定時(shí)記錄汽缸金屬溫度、大軸彎曲、盤車電流、汽缸膨脹、脹差等重要參數(shù)，直到機(jī)組下次熱態(tài)起動(dòng)或汽缸金屬溫度低于150為止。2.0系統(tǒng)進(jìn)行改造、運(yùn)行規(guī)程中尚未作具體規(guī)定的重要運(yùn)行操作或試驗(yàn)，必須預(yù)先制定安全技術(shù)措施，經(jīng)上級(jí)主管領(lǐng)導(dǎo)或總工程師批準(zhǔn)后再執(zhí)行。第10頁(yè)，共15頁(yè)。防止大軸彎曲的措施3、運(yùn)行方

9、面技術(shù)措施3.1汽輪機(jī)起動(dòng)前必須符合以下條件，否則禁止啟動(dòng)：3.1.1 大軸晃動(dòng)、串軸、脹差、低油壓和振動(dòng)保護(hù)等表計(jì)顯示正確，并正常投入；3.1.2大軸晃動(dòng)值不應(yīng)超過制造廠的規(guī)定值或原始值的0.02mm；3.1.3 高壓外缸上、下缸溫差不超過50，高壓內(nèi)缸上、下缸溫差不超過35；3.1.4 主蒸汽溫度必須高于汽缸最高金屬溫度50，但不超過額定蒸汽溫度。蒸汽過熱度不低于50；3.2 機(jī)組啟、停過程操作措施。3.2.1 機(jī)組啟動(dòng)前連續(xù)盤車時(shí)間應(yīng)執(zhí)行制造廠的有關(guān)規(guī)定，至少不得少于2-4h，熱態(tài)起動(dòng)不少于4h。若盤車中斷應(yīng)重新計(jì)時(shí)。3.2.2 機(jī)組啟動(dòng)過程中因振動(dòng)異常停機(jī)必須回到盤車狀態(tài)，應(yīng)全面檢查、

10、認(rèn)真分析、查明原因。當(dāng)機(jī)組已符合啟動(dòng)條件時(shí)，連續(xù)盤車不少于4h才能再次啟動(dòng)，嚴(yán)禁盲目啟動(dòng)。3.2.3 停機(jī)后立即投入盤車。當(dāng)盤車電流較正常值大、擺動(dòng)或有異音時(shí)，應(yīng)查明原因及時(shí)處理。當(dāng)汽封摩擦嚴(yán)重時(shí)，將轉(zhuǎn)子高點(diǎn)置于最高位置，關(guān)閉與汽缸相連通的所有疏水（悶缸），保持上下缸溫差，監(jiān)視轉(zhuǎn)子彎曲度，當(dāng)確認(rèn)轉(zhuǎn)子彎曲度正常后，進(jìn)行試投盤車，盤車投入后應(yīng)連續(xù)盤車。當(dāng)盤車盤不動(dòng)時(shí)，嚴(yán)禁用吊車強(qiáng)行盤車。第11頁(yè)，共15頁(yè)。防止大軸彎曲的措施3.2.4 停機(jī)后因盤車故障或其他原因需要暫時(shí)停止盤車時(shí)，應(yīng)采取悶缸措施，監(jiān)視上下缸溫差、轉(zhuǎn)子彎曲度的變化，待盤車正常后或暫停盤車的因素消除后及時(shí)投入連續(xù)盤車。3.2.5 機(jī)組

11、熱態(tài)起動(dòng)前應(yīng)檢查停機(jī)記錄，并與正常停機(jī)曲線進(jìn)行比較，若有異常應(yīng)認(rèn)真分析，查明原因，采取措施及時(shí)處理。3.2.6 機(jī)組熱態(tài)起動(dòng)投軸封供汽時(shí)，應(yīng)確認(rèn)盤車裝置運(yùn)行正常，先向軸封供汽，后抽真空。停機(jī)后，凝汽器真空到零，方可停止軸封供汽。應(yīng)根據(jù)缸溫選擇供汽汽源，以使供汽溫度與金屬溫度相匹配。3.2.7 疏水系統(tǒng)投入時(shí)，嚴(yán)格控制疏水系統(tǒng)各容器水位，注意保持凝汽器水位低于疏水聯(lián)箱標(biāo)高。供汽管道應(yīng)充分暖管、疏水，嚴(yán)防水或冷汽進(jìn)入汽輪機(jī)。3.2.8 停機(jī)后應(yīng)認(rèn)真監(jiān)視凝汽器、高、低壓加熱器水位和除氧器水位和主蒸汽及再熱冷段管道集水罐處溫度，防止汽輪機(jī)進(jìn)水。3.2.9 啟動(dòng)或低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，不得投入再熱蒸汽減溫器噴水

12、。在鍋爐熄火或機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，應(yīng)及時(shí)切斷減溫水。3.2.10 汽輪機(jī)在熱狀態(tài)下，（若主、再蒸汽系統(tǒng)截止門不嚴(yán)密，則）鍋爐不得進(jìn)行打水壓試驗(yàn)。第12頁(yè)，共15頁(yè)。防止大軸彎曲的措施3.3 發(fā)生下列情況之一，應(yīng)立即打閘停機(jī)。3.3.1 機(jī)組起動(dòng)過程中，在中速暖機(jī)之前，軸承振動(dòng)超過0.03mm。3.3.2 機(jī)組啟動(dòng)過程中，通過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，軸承振動(dòng)超過0.10mm或相對(duì)軸振動(dòng)超過0.260mm，應(yīng)立即打閘停機(jī)，嚴(yán)禁強(qiáng)行通過監(jiān)界轉(zhuǎn)速或降速暖機(jī)。3.3.3 機(jī)組運(yùn)行中要求軸承振動(dòng)不超過0.03mm或相對(duì)軸振動(dòng)不超過0.080mm，超過時(shí)應(yīng)設(shè)法消除，當(dāng)相對(duì)軸振動(dòng)大于0.2mm應(yīng)立即打閘停機(jī)；當(dāng)軸承振動(dòng)（變化0

13、.015mm）或相對(duì)軸振動(dòng)（突然增加0.05mm）變化量超過報(bào)警值的25%，應(yīng)查明原因設(shè)法消除，當(dāng)軸承振動(dòng)或相對(duì)軸振動(dòng)變化量超過報(bào)警值的100%（當(dāng)軸承振動(dòng)突然增加0.05mm），應(yīng)立即打閘停機(jī)。3.3.4 高壓外缸上、下缸溫差超過50，高壓內(nèi)缸上、下缸溫差超過35。3.3.5 機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，主蒸汽溫度在10min內(nèi)突然下降50。3.4 應(yīng)采用良好的保溫材料和施工工藝，保證機(jī)組正常停機(jī)后的上下缸溫差不超過35，最大不超過50。3.5 疏水系統(tǒng)應(yīng)保證疏水暢通。疏水聯(lián)箱的標(biāo)高應(yīng)高于凝汽器熱水井最高點(diǎn)標(biāo)高。高、低壓疏水聯(lián)箱應(yīng)分開，疏水管應(yīng)按壓力順序接入聯(lián)箱，并向低壓側(cè)傾斜45。疏水聯(lián)箱或擴(kuò)容器應(yīng)保證在各疏水門全開的情況下，其內(nèi)部壓力仍低于各疏水管內(nèi)的最低壓力。冷段再熱蒸汽管的最低點(diǎn)應(yīng)設(shè)有疏水點(diǎn)。防腐蝕汽管直徑應(yīng)不小于76mm。第13頁(yè)，共15頁(yè)。3.6減溫水管路閥門應(yīng)能關(guān)閉嚴(yán)密，自動(dòng)裝置可靠，并應(yīng)設(shè)有截止門。3.7門桿漏汽至除氧器管路，應(yīng)設(shè)置逆止門和截止門。3.8高、低壓加熱器應(yīng)裝設(shè)緊急疏水閥，可遠(yuǎn)方操作和根據(jù)疏水水位自動(dòng)開啟。3.9高、低壓軸封應(yīng)分別供汽。特別注意高壓軸封段或合缸機(jī)組