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[科普中国]-惰走曲线

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在停机时,脱扣汽轮机后,主汽阀、高压调节阀和中压联合汽阀全部关闭,汽轮机停止进汽,转子在自身惯性的作用下维续转动的过程,称之为转子情走。发电机解列后,从自动主汽门和调节汽门关闭起,到转子完全静止的这段时间称为转子惰走时间,表示转子惰走时间与转速下降数值的关系曲线称为转子惰走曲线。1

相关概念惰走汽轮发电机组在解列打闸后,汽轮机就停止进汽,转子依靠自己的惯性继续转动的现象,称之为
“惰走”。

惰走时间从打阐停机到转子完全静止的这段时间称为惰走时间。

惰走曲线在惰走时间内,转速与时间的关系曲线称为惰走曲线。1

分析新机组投运一段时间,各部工作正常后,即可在停机期间,测绘转子的惰走曲线,以此作为该机组的标准惰走曲线,绘制这条曲线时要控制凝汽器的真空,使其以一定速度下降,以后每次停机均按相同工况记录,绘制惰走曲线,以便于比较分析问题。如果惰走时间急剧减少时,可能是轴承磨损或汽轮机动静部分发生摩擦;如果惰走时间显著增加,则说明新蒸汽或再热蒸汽管道阀门或抽汽逆止门不严,致使有压力蒸汽漏入汽缸。当顶轴油泵起动过早,凝汽器真空较高时,惰走时间也会增加。

汽轮机转子情走的一般规律汽轮机转子情走过程中,一方面由于汽轮机转子叶片的鼓风摩擦作用,将转子的一部分旋转机械能转换为热能,体现为转子受热伸长。另一方面由于轴承和同轴主油泉等机械阻力的作用使汽轮机转子转速逐渐下降,同轴主油泵出口油压随之降低。当转速低于2950rpm左右时,电动辅助油泵应自动启动,否则可手动启动。以确保轴承润滑油压力正常。汽轮机转子情走一般可分为3个阶段:
(1)第一阶段,由3000r/min下降到1500r/min,下降速度较快。这是由于高运转速鼓风磨擦损失造成的。
(2)第二阶段,由1500r/min下降到150r/min左右,下降速度较慢。这个阶段转子的能最主要消耗在克服机械磨擦阻力上。由于鼓风磨擦损失与转速的二次方成正比,此阶段的鼓风磨擦损失较高速下的鼓风磨擦损失小得多。故这个阶段各项损失之和是最小的。另外转速较低,而轴承润滑仍良好。磨擦阻力小,阻止转动的功率小,因此这个阶段情走时间较长,占全程惰走时间的70%左右。

(3)第三阶段,由150r/min下降到转子停止。当转速下降到某一值后,由于轴承油膜失去稳定性而使机械阻力增大,轴承机械磨擦阻力损失消耗功率大,所以转速下降较快,转子迅速停止。2

影响因素压气机的影响燃机有单轴、多轴之分,但它们的压气机都是与燃机透平联在一起的,是轴流式风机,因此,机组惰走在开始时由于转速较快,压气机的鼓风磨擦功耗很大,转速下降较快,随着机组转速的下降,降速率会逐渐减小;而且,压气机在运行时受环境的大气温度、湿度、压力等参数的影响较大。并且,压气机在额定工况下要消耗燃机透平的2/3功率,所以,压气机在惰走过程中,虽然它的进口可转导叶(IGV)在最小位置,但它的功耗还是较大,对惰走时问有很大影响。1

汽轮机的影响在惰走过程中,同轴汽轮机确实是已经停止进汽(其实它在机组解列前,高、中压控制阀已经停止进汽),但截止阀都还未关。因此,如果汽轮机的高、中压控制阀门有泄漏时,肯定会延长机组的惰走时间。故建议,要考虑到高、中压控制阀的泄漏对机组惰走时问影响,对停机后的主蒸汽参数也要注意控制(控制停机时旁路撤出的压力与时间),使得惰走时间具有可比性。另外,对同轴的汽轮机来讲,真空对惰走时间也有很大影响。真空还是影响机组跳机条件,此时真空不会有较大变化;但机组熄火后,有的机组会很快破坏真空。1

其他的影响冈素机组轴系的工况对惰走时间也有影响,例如,润滑油温度、轴承油膜、轴瓦摩损情况等。另外,机组动静部分发生了轴向或径向摩擦,也将影响机组的惰走时间。1

蒸汽不能及时通过疏水管排人凝汽器,是转子情走时间延长的原因。应该对主汽门进行解体检查,彻底解决主汽门关闭不严的缺陷,对主汽门前疏水阀进行检查消缺,提高阀门动作的可靠性。

作用情走时间的变化,反映了机组设备状况的好坏。例如,情走时间急剧减少,可能是轴瓦已经摩损或机组动静部分发生了轴或径向摩擦;如果惰走时间增长,则可能是汽轮机主蒸汽、再热燕汽管道截止阀不严或抽汽管道截止阀不严,使有压力的蒸汽漏人汽缸所致;另外,当凝汽器真空较高时,惰走时间也会增加。1’

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学