防止汽轮机大轴弯曲的措施

防止汽轮机大轴弯曲的措施

汽轮机大轴弯曲是汽轮发电机组恶性事故中最为突出的事故，必须引起足够重视。特别是大容量汽轮机由于缸体结构复杂，使得汽缸的热膨胀和热变形变得复杂，增大了汽轮机大轴弯曲的危险性。

一． 汽轮机大轴弯曲的原因：

1. 由于通流部分动静磨擦，转子局部过热，一方面显著降低了该部位屈服极限，另一方面受热局部的热

膨胀受制于周围材料而产生很大压应力。当应力超过该部位屈服极限时，发生塑性变形。当转子温度均匀后，该部位呈现凹面永久性弯曲。

2. 在第一临界转速下，大轴热弯曲方向与转子不平衡力方向大致一致，动静碰磨时将产生恶性循环，致

使大轴产生永久弯曲。

3. 停机后在汽缸温度较高时，因某种原因使冷汽、冷水进入汽缸，汽缸和转子将由于上下缸温差产生很

大的热变形，甚至中断盘车，加速大轴弯曲，严重时将造成永久弯曲。

4. 转子的原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行以后，内应力逐渐得到释

放，从而使转子产生弯曲变形。

5. 运行人员在机组启动或运行中由于未严格执行规程规定的启动条件、紧急停机规定，硬撑硬顶也会造

成大轴弯曲。

二． 机组冷态启动时防止大轴弯曲的措施：

1. 启动前运行人员应严格按照规程和操作卡做好检查工作，特别是对以下阀门应重点检查，使其处于正

确的位置：

1） 高压旁路减温水隔离门，调整门应关闭严密。

2） 所有的汽轮机蒸汽管道，本体疏水门应全部开启。

3） 通向锅炉的减温水门，给水泵的中间抽头门应关闭严密，等锅炉需要后再开启。

4） 各水封袋注完水后应关闭注水门，防止水从轴封加热器倒至汽封。

2. 机组启动前一定要盘车2h 以上不得间断，测大轴晃动值不大于原始值0.02mm 。

3. 冲转过程中，应严格监视各轴承振动，临界转速时三个方向的振动值不大于0.10mm ，否则应立即打闸

停机，停机后测大轴晃动值并连续盘车2～4h 以上，正常后方可重新启动。

4. 转速达3000r/min后应逐渐关小电动主闸门后疏水门，防止疏水量太大影响本体疏水畅通。

5. 抽真空后投入旁路，锅炉压力0.2MPa 时，关闭旁路及电动主闸门前疏水门，防止疏水量太大。

6. 冲转时应对主、再热蒸汽管道及各加热联箱充分暖管、暖箱。

7. 冲转时应严格控制主、再热蒸汽参数满足冲转要求，若主、再热蒸汽温度偏差较大时应及时调整旁路，

提高高压缸排汽与再热器之间的压差。

8. 汽缸、法兰加热装置投用后，应加强调整，严格控制各部温差在正常范围内。每15分钟抄一次缸温表。

9. 机组在任何情况下，主、再热蒸汽温度10分钟内上升或下降50℃以及主汽门、调节汽门冒白汽时应

立即打闸停机。

10. 开机过程中应加强对稳压水箱、除氧水箱、凝汽器、加热器水位的监视，防止水或冷汽倒至汽缸。

11. 投入高压加热器前一定要做好各项保护试验，使高压加热器保护正常投入运行，否则不得投入高压加

热器。

12. 冷态启动后的超速试验，应在带25—30%额定负荷连续运行3～4小时上，解列后再进行，为了避开大

轴的脆性转变温度。

三． 热态启动时防止大轴弯曲的措施：

热态启动除做好冷态开机有关防止大轴弯曲措施之外，还应做好以下工作：

1. 热态起动前，负责起动的班组应了解上次停机的情况，有无异常，应注意哪些问题，并对每个操作人

员讲明，做到每人心中有数。

2. 一定要先送轴封汽、后抽真空，轴封采用厂用蒸汽母管供汽，送轴封汽前应加强疏水。

3. 各管道联箱应充分的暖管、暖箱。

4. 严格要求冲转参数和旁路的开度（旁路要等凝汽器有一定的真空才能开启）。

5. 汽温一定要比高压内上缸温度高50℃以上，并有80～100℃的过热度。

6. 冲转和带负荷过程中也应加强主、再热蒸汽温度的监视，汽温不得反复升降。

7. 热态启动过程中，由于各部温差的原因，容易发生振动，更应严格监视。

8. 应尽量避开极热态启动。

9. 极热态启动时不得做超速试验。

10. 热态启动时，只要操作跟得上，就应尽快带负荷至汽缸温度相对应的负荷水平。

11. 禁止开启通向锅炉疏水门。

四． 停机过程中及停机后防止大轴弯曲的措施：

停机后的隔离工作是一项非常重要的工作，因为此时的缸温较高，绝对不允许冷汽冷水进入汽缸，所以除做好一般常规工作以外，应重点做好以下几点工作：

1. 关闭凝汽器补水截门。

2. 关闭给水泵的中间抽头门及高压旁路减温水门。

3. 关闭电动主闸门前及高旁门前疏水门（锅炉放水后应打开），开启防腐门。

4. 关闭三段抽汽电动门、厂用蒸汽母管至轴封进汽门、三段抽汽至厂用蒸汽母管门、轴封供汽各分门。

5. 关闭门杆漏汽至除氧器的隔离门。

6. 关闭新蒸汽至高温汽封进汽总门及分门。

7. 关闭汽缸、法兰加热联箱进汽一、二次门。

8. 开启汽缸本体疏水门及电动主闸门后疏水门，充分疏水。

9. 经常检查除氧器、凝汽器、高压加热器水位，防止过高。

10. 停机以后，值班员仍应经常检查汽轮机的隔离措施是否完善，检查汽缸温度是否突降。

11. 定期检查汽缸上下温差。

12. 盘车过程中，认真填写盘车记录表。

五． 锅炉水压试验及校验安全门时防止大轴弯曲的措施：

1. 关闭两台给水泵的中间抽头门。

2. 通知锅炉手紧再热器减温水门。

3. 关严两个电动主闸门。

4. 关严电动主闸门前疏水门，高旁门前疏水门，高旁底部疏水门。

5. 关闭新蒸汽至汽缸、法兰、汽封的进汽一、二次门。

6. 关闭一级旁路电动门、调整门。

7. 关闭主蒸汽至汽封管道疏水门。

8. 打开防腐门。

9. 关闭主蒸汽至汽缸法兰联箱进汽门前疏水门。

10. 开启电动主闸门后疏水门、疏水总门、冷热段疏水门及其它本体疏水门。

11. 盘车装置投入运行。

12. 随着锅炉水压的升高，经常检查汽轮机缸温及通锅炉的管道，确定隔离措施完善。

六． 厂用电突然中断短时恢复不上，防止大轴弯曲的措施：

1. 电气人员应尽快恢复厂用电的正常运行。

2. 检查直流油泵、空侧直流密封油泵、氢侧直流密封油泵是否自动投入，否则手动投入。

3. 手动关闭电动主闸门。

4. 打开汽轮机本体疏水门及管道疏水门。

5. 手动关闭高加、低加进汽电动门。

6. 注意监视凝汽器水位，防止满水。

7. 转子静止后，立即投入盘车装置。

8. 防止高低压轴封进水，使轴封急剧冷却而变形。

七． 设备、系统方面的技术措施：

1. 汽缸应有良好的保温，保证机组停机后上下缸温差不超过35℃。

2. 机组在安装和大修中，必须考虑热状态变化的条件，合理地调整动静间隙，保证在正常运行中不会发

生动静磨擦。

3. 疏水系统合理布置，保证疏水畅通，不反汽，不互相排挤。

4. 汽轮机各监视仪表完好，各部位金属温度表计齐全可靠，大轴弯曲指示准确。

八． 认真做好每台机组的基础技术工作：

1. 每台机组必须备有机组安装和大修的资料以及大轴原始弯曲度、临界转速、盘车电流及正常摆动值等

重要数据，并要求主要值班人员熟悉掌握。

2. 运行规程中必须编制各机不同状态下的启动曲线以及停机惰走曲线。

3. 机组启停应有专门的记录。停机后仍要认真监视、定时记录各金属温度、大轴弯曲、盘车电流、汽缸

膨胀、胀差等。

4. 事故处理期间，运行人员要保持头脑清醒、镇静，分析判断要正确，处理要果断迅速。

5. 要牢固树立保主设备的思想。

九． 注意事项：

1. 汽轮机停运后，如果盘车因故不能投运，由于汽缸上下温差或其他某些原因，转子将逐渐发生弯曲，

最大弯曲部位一般在调节级附近，最大弯曲值约出现在停机后2～10h 之间，因此在这段时间内起动是最危险的。

2. 停机后如果高压缸排汽逆止门没有关严或卡死，将发生再热器及再热蒸汽管道中的余汽或再热器事故

减温水倒入汽缸，而使汽缸下部急剧冷却，造成汽缸变形、大轴弯曲、汽封及各动静部分磨擦，造成设备损坏。

3. 每次启动前必须认真检查大轴的晃动度，确认大轴弯曲度在允许范围内。

4. 不要完全依赖DCS 画面中阀门的状态，应经常与就地阀门的位置进行对照。