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张家口＃1号机组膨胀不畅分析与研究 冯敏慧 第一章 引言 1.1 课题的研究背景及意义 1.2 论文的主要工作 1.1 课题的研究背景及意义 张家口发电厂#1机组的汽轮机，是东方汽轮机厂生产的亚临界、中间再热、三缸两排汽凝汽式汽轮机，型号为N300-16/537/ 537。自投运以来，该机组在启停及运行中，表现出汽缸严重的膨胀、收缩不畅，不但使机组的每次启、停机时间要比同类机组大大延长，降低了机组的经济性和灵活性，而且严重威胁着机组的安全运行。 1.2 论文的主要工作 1、汽缸热胀位移测量方法与研究； 2、设计工况及实际工况管道应力应变的 计算； 3、管道应力应变的测量方法与研究； 4、测试与计算结果综合分析； 5、改造方案与实施。 第二章 邹县发电厂#5主蒸汽管道及支吊架存在的问题及分析 2.1 汽轮机的主要技术参数及设备概况 2.2 #1机组存在的主要问题及初步分析 2.1汽轮机的主要技术参数及设备概况 2.1.1汽轮机的主要技术参数 该汽轮机是东方汽轮机厂生产的亚临界、单轴、三缸二排汽、高中压分缸、低压双流、一次中间再热凝汽式汽轮机。 型号N300-16/537/537。 2.1.2汽轮机设备及运行概况 2.2 #1机组存在的主要问题及初步分析 2.2.1机组存在的主要问题 （1）高、中压缸膨胀不畅。 （2）高压缸跑偏。 （3）汽缸结合面和轴端汽封漏汽、油中进水。 （4）轴系振动明显。 2.2.2存在问题的原因的初步分析 （1）#1、#2轴承箱滑动受阻导致了机组膨胀不畅； （2）管道对汽缸的不平衡推力可能使汽缸发生膨 胀不畅和跑偏； （3）汽封的非正常磨损和卡涩导致了汽封漏汽量 增大； （4）汽缸膨胀不畅、轴封漏汽使轴系热态中心不 稳定，导致轴系振动。 第三章 热胀位移、管道应力应变测量及计算 3.1 测量方案的确定 3.2 测量结果及分析 3.3 设计工况及实际工况管道应力计算 3.4 测试与计算结果综合分析 3.1测量方案的确定 3.1.1汽缸热胀位移测量方案 测试目的：精确测量冷态下高压主汽门和中压联合汽门的位置，以及启动过程中高、中压缸缸体，高、中压汽门，前轴承箱，#2轴承箱，#3轴承箱的横、轴向位移。 测试部位及内容： （1）冷态工况下，测量高压主汽门的位置，中压联合汽门的位置。采用垂直固定架设立测量基准线，拉钢丝测量冷态下汽门位置。 （2）启动过程中，测量高压缸进汽侧猫爪等的横、轴向位移。采用就地膨胀测量装置，测量启动过程中相应部位的膨胀值。 3.1.3应力应变测试方法及原理 电测法的测试对象是构件表面上指定点的应变，是通过一定的传感元件把所测的机械量（应变变化）转换成电量（电阻变化） ，经处理后，再按机械量（应变）给出指示。 优点：灵敏度高；可以测量复杂的应力状态；可在高温、低温、高压、液下等比较复杂的环境下进行应变测量；仪器、元件使用方便，测试方法较易掌握。 3.2.2测量结果分析 （1）汽缸的轴向膨胀状况反映存在的问题； （2）回油管的受力状态反映存在的问题； （3）中压缸及相关连接管道的受力状态反映存在的问题； （4）高压缸及相关连接管道的受力状态反映存在的问题； （5）汽缸横向膨胀及轴承箱横向位移反映存在的问题。 3.3 设计工况及实际工况管道应力计算 3.3.1计算方法 本文采用了《管道应力计算程序》V3.1版本，计算步骤主要有： （1）绘制计算管道布置的单线立体图； （2）选取基准坐标系(右手直角坐标系OXYZ)； （3）划分管道分支； （4）元件划分。计算管道中的元件，按其性质， 形式，形状和管子规格来划分； （5）构成原始数据表； （6）将数据表按照格式输入软件计算； （7）整理,分析数据结果。 3.3.2管道应力计算结果与分析 （1）设计工况管道应力计算结果 （见表3-18～3-20） （2）现场实测工况仿真计算结果 （见表3-21） （3）计算结果分析 由以上表可看出，运行及冷态下管道对本体的推力和力矩的数量级不高，不会对本体安全运行产生大的影响。 可以判断：管道的原始设计还是比较合理的， 管道的实际布置对机组的故障有较大的影响。 3.4测试与计算结果综合分析 （1）轴承箱滑动受阻导致机组膨胀不畅。 （2）管道对汽缸的不平衡推力使汽缸发生膨胀不畅和跑偏。 （3）高、中压主汽阀和调速汽阀设计为弹性的浮动式阀座部分失效，刚度过大，使得管道对汽缸的推力较大，阻碍高、中压缸的膨胀。 （4）由于＃l、#2轴承箱滑动受阻，使得＃2、#3轴承箱受力过大，发生变形。 4.1改造措