為什麼上下汽缸溫差不能超過50℃？

汽缸上下溫差熱變形

汽輪機啟動與停機過程中，很容易使上下汽缸產生溫差。通常上汽缸溫度高於下汽缸溫度。所以，上汽缸熱膨脹大於下汽缸。

汽輪機上下汽缸溫差過大造成彎曲變形示意圖

上下汽缸溫差為什麼不允許超過50℃

汽輪機上、下汽缸的溫差沿軸向並不一樣，其最大值通常出現在調節級附近。 通過試驗得知，高壓氣輪機上、下汽缸溫差每增加10℃，調節級下部徑向間隙 約減少0.1mm左右。高壓氣輪機隔板汽封徑向間隙都較小，一般0.4～0.7mm， 因此上、下汽缸溫差常規定不得大於35～50℃。如果超過50℃，就有可能使徑 向間隙消失，造成徑向動靜部分摩擦。汽輪機轉子一般為整段轉子，同時高壓轉子的軸封是直接在軸體上加工而成，一旦發生徑向動靜部分摩擦，會引發大軸彎曲，發生振動，如不及時處理可能會擴大成永久變形。汽缸上下缸溫差造成的熱變形常是造成今後大軸彎曲的初始原因。另外，過大溫差的存在還會使隔板和葉輪偏離正常時所在的垂直平面的現象，使軸向間隙變化，甚至引起軸向動、靜摩擦。

汽輪機動靜部分圖片

上下溫差產生的原因：

1.下汽缸本身重量大於上汽缸，在相同熱量下，下汽缸溫度就比較低。同時下汽缸布置有抽汽管道和疏水管道，散熱面積大，散熱快。

2.汽缸內熱汽向上運動，經過汽缸金屬壁冷卻後凝結水流到下汽缸，在下汽缸形成較厚的水膜，增加了蒸汽與壁面的傳熱熱阻，受熱條件惡化。如果疏水不良，就會使上下溫差大的情況更為嚴重。

3.當汽輪機調速汽門開啟順序不當或者在空負荷或低負荷運行時，由於部分進汽，也會促使上下溫差增大。

4.因停機後新蒸汽的閥門、抽氣管道抽氣閥門或汽缸注水閥門不嚴密，向汽缸漏入汽水，或者停機後仍有蒸汽自軸封漏入汽缸，也會增大溫差。

運行注意的問題

汽輪機在啟動過程中，上下汽缸存在一定溫差，當蒸汽流量增加到一定數量時（相當於20%～30%的額定負荷），溫差才有所減小。所以為了防止熱變形，應該改善下汽缸的疏水條件，防止疏水在下汽缸內積存；同時下汽缸也要採用合理的保溫，根據情況加厚保溫層減少散熱，有條件加裝擋風板減少空氣對流。機組啟動和停機過程中，運行人員應正確及時使用各疏水門，減少蒸汽的凝結，嚴格控制溫升速度，高低壓加熱器與汽輪機同時啟動。

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