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1. Los conceptos de desplazamiento axial y expansión diferencial. El desplazamiento axial se refiere al desplazamiento del eje, mientras que la expansión diferencial se refiere a la expansión relativa del eje con respecto al cilindro. Generalmente, el valor es menor cuando cambia el desplazamiento axial. Cuando el desplazamiento axial es positivo, el eje grande se mueve en la dirección del generador. Si la expansión del cilindro es mucho menor que la expansión del eje en este momento, la diferencia de expansión no cambia necesariamente en la dirección positiva. ； Si los parámetros de la unidad permanecen sin cambios y la carga es estable, la diferencia de expansión y el desplazamiento axial no cambiarán. Durante el arranque y parada de la unidad y cuando cambian los parámetros del vapor, la diferencia de expansión cambiará y el desplazamiento axial también cambiará debido a los cambios en la carga. Los cambios en el desplazamiento axial durante la operación causarán inevitablemente cambios en el diferencial de expansión. La diferencia de expansión cuando la expansión del rotor de la turbina de vapor es mayor que la expansión del cilindro se llama diferencia de expansión positiva, y la diferencia de expansión cuando la expansión del cilindro es mayor que la expansión del rotor se llama diferencia de expansión negativa. Según la clasificación del cilindro, se puede dividir en diferencia alta, diferencia media, diferencia I baja y diferencia baja II. El valor de la diferencia de expansión es un parámetro operativo muy importante. Si la diferencia de expansión excede el límite, la acción de protección térmica hará que el host se dispare para evitar colisiones entre las partes dinámicas y estáticas y daños al equipo. Durante el arranque, generalmente se usa un dispositivo de calentamiento para controlar la expansión del cilindro, mientras que el rotor depende principalmente de la temperatura del vapor de entrada y el flujo de la turbina y la temperatura del vapor y el flujo del vapor del sello del eje para controlar la expansión del rotor. Al empezar, la diferencia de dilatación se desarrolla generalmente en dirección positiva. Cuando la turbina de vapor está fuera de servicio, a medida que la carga y la velocidad disminuyen, el rotor se enfría más rápido que el cilindro, por lo que la diferencia de expansión generalmente se desarrolla en la dirección negativa, especialmente cuando se desactiva el parámetro de deslizamiento. Se debe utilizar un dispositivo de calentamiento de vapor para pasar el vapor de enfriamiento a la capa intermedia del cilindro y a la brida para evitar la acción de protección de diferencia de expansión. En un generador de turbina, debido al trabajo realizado por el vapor en las palas móviles y la fuga de vapor en el espacio del sello de vapor de la partición, hay una caída de presión en la presión del vapor antes y después de las palas móviles. Esta caída de presión hace que el rotor de la turbina forme un empuje axial a lo largo de la dirección del flujo de vapor, produciendo así un desplazamiento axial. Si el desplazamiento axial es mayor que el espacio libre mínimo de la parte estática de la turbina de vapor, la parte estática de la turbina de vapor y el rotor chocarán y se dañarán. El aumento del desplazamiento axial hará que aumente la temperatura de la loseta de empuje, lo que provocará que el oro negro se queme y la unidad también vibrará violentamente, por lo que debe apagarse en caso de emergencia, de lo contrario se producirán consecuencias graves. La protección de expansión diferencial se refiere a la diferencia de expansión relativa entre el rotor de la turbina y la escasez de vapor. Durante el proceso de arranque y parada de la unidad, debido a que el rotor es pequeño en comparación con el cilindro, la capacidad calorífica es pequeña, la temperatura cambia rápidamente y la velocidad de expansión es rápida. Si no se toman medidas para controlar la tasa de aumento de temperatura, la fricción entre el rotor y el cilindro de la unidad causará daños. Por lo tanto, la expansión diferencial durante la operación no puede exceder el valor permitido. Después de que el rotor de la turbina deja de girar, la diferencia de expansión negativa puede desarrollarse aún más, por lo que el vapor del sello del eje debe mantenerse a una temperatura determinada para evitar consecuencias negativas. 2. Las causas del desplazamiento axial y la diferencia de expansión (factores que afectan la diferencia de expansión de la unidad). Los principales factores que hacen que la diferencia de expansión aumente a un valor positivo se describen brevemente a continuación:: 1) El tiempo de calentamiento es demasiado corto durante el arranque, la velocidad aumenta demasiado rápido o la carga aumenta demasiado rápido. 2) La temperatura del vapor de calentamiento de la capa intermedia del cilindro y del dispositivo de calentamiento de la brida es demasiado baja o el caudal es bajo, lo que hace que el efecto de calentamiento del vapor sea débil. 3) El rendimiento de deslizamiento del sistema de pasador deslizante o de la placa de soporte es deficiente, es fácil atascarse y el cilindro no puede expandirse. 4) La temperatura del vapor del sello del eje es demasiado alta o el suministro de vapor del sello del eje es demasiado grande, lo que provoca un alargamiento excesivo del muñón. 5) Cuando se arranca la unidad, la presión del vapor de entrada, la temperatura, el flujo y otros parámetros son demasiado altos. 6) Las superficies de trabajo y no trabajo del cojinete de empuje están estresadas y desgastadas y el desplazamiento axial aumenta. 7) El efecto de aislamiento térmico de la capa de aislamiento del cilindro es deficiente o la capa de aislamiento se cae. Durante la temporada estrictamente prohibida, la temperatura ambiente de la sala de turbinas es demasiado baja o hay corrientes de aire frías desde la sala. 8) El vapor frío (o agua fría) fluye hacia la capa intermedia del cilindro de doble capa. 9) El punto cero del indicador de expansión diferencial es inexacto o los contactos están desgastados, provocando desviación digital. 10) Unidades multirrotor, la influencia mutua causada por los cambios de diferencia de expansión de rotores adyacentes. 11) La influencia de los cambios de vacío (el vacío disminuye, lo que hace que aumente el flujo de vapor que ingresa a la turbina). 12) La influencia de los cambios de velocidad (reducción de velocidad). 13) La influencia de los cambios en el volumen de vapor de extracción en cada etapa. Si se desactiva el vapor de extracción de la primera etapa, el impacto será evidente. 14) La temperatura del aceite del rodamiento es demasiado alta. 15) Por la influencia del “efecto Poisson” durante el proceso de parada de la unidad. 16) El indicador de expansión diferencial es inexacto o está afectado por cambios de frecuencia y voltaje. La razón principal por la que la diferencia de expansión aumenta a un valor negativo.: 1) La carga cae rápidamente o se desprende repentinamente. 2) La temperatura del vapor principal cae repentinamente o la temperatura del vapor de entrada al inicio es inferior a la temperatura del metal. 3) Impacto del agua. 4) La temperatura del aceite del cojinete es demasiado baja. 5) La temperatura del vapor del sello del eje es demasiado baja. 6) Cambios de desplazamiento axial. 7) Si el vacío es demasiado alto, la temperatura correspondiente de la sala de vapor de escape disminuirá. 8) La velocidad de rotación aumenta repentinamente al arrancar. Debido a que el tamaño axial del rotor se contrae bajo la acción de la fuerza centrífuga, especialmente la diferencia baja cambia obviamente. 9) El vapor a alta temperatura fluye hacia la capa intermedia del cilindro de doble capa, que puede provenir del dispositivo de calentamiento de vapor, o de una fuga de vapor en la carcasa de entrada de vapor o de una fuga en el sello del eje. 10) La temperatura del vapor del dispositivo de calentamiento de la capa intermedia del cilindro es demasiado alta o el caudal es grande, lo que provoca un calentamiento excesivo. 11) El sistema de pasador deslizante o la placa de cojinete está atascado y el cilindro no se retrae. 12) El valor de expansión diferencial indica que el medidor es inexacto o está afectado por cambios de frecuencia y voltaje. Diferencia de expansión positiva: los principales factores que influyen son: (1) La velocidad de aumento o caída de temperatura del vapor es grande (2) La influencia de la velocidad de cambio de precio negativo (3) La influencia de la temperatura del suministro de vapor del sello del eje (4) La influencia del vacío del condensador (5) La influencia de la temperatura ambiente (6) La influencia del chorro de fricción (7) Otros: Influencia del dispositivo de calentamiento del perno de la brida del cilindro 1. Cuando la velocidad de aumento o caída de la temperatura del vapor es grande, el dispositivo de calentamiento generalmente se usa para controlar la expansión del cilindro, y el rotor depende principalmente de la temperatura del vapor de entrada y el flujo de la turbina y la temperatura del vapor y el flujo del vapor del sello del eje para controlar la expansión del rotor. Al empezar, la diferencia de dilatación se desarrolla generalmente en dirección positiva. Cuando la turbina de vapor está fuera de servicio, a medida que la carga y la velocidad disminuyen, el rotor se enfría más rápido que el cilindro, por lo que la diferencia de expansión generalmente se desarrolla en la dirección negativa, especialmente cuando se desactiva el parámetro de deslizamiento. Se debe utilizar un dispositivo de calentamiento de vapor para pasar el vapor de enfriamiento a la capa intermedia del cilindro y a la brida para evitar la acción de protección de diferencia de expansión. Una vez que el rotor de la turbina deja de girar, la diferencia de expansión negativa puede desarrollarse aún más. Por lo tanto, se debe mantener el vapor del sello del eje a una temperatura determinada para evitar consecuencias negativas. 2. La influencia de la velocidad de cambio de carga. Cuando cambia la carga, cambia el caudal de vapor en todos los niveles. Especialmente en el rango de carga baja, la temperatura del vapor cambia mucho en todos los niveles. Cuanto más rápido aumenta la carga, más rápida es la tasa de aumento de temperatura del vapor. Cuanto más rápido se reduce la carga de la superficie del metal, mayor es la diferencia en la tasa de aumento de temperatura entre el cilindro y el rotor. La carga aumenta más rápido y aumenta la diferencia de expansión positiva. ； La velocidad de reducción de la carga se acelera y la diferencia de expansión positiva se reduce, lo que da como resultado una diferencia de expansión negativa. 3. Influencia de la temperatura del suministro de aire al sello del eje. El suministro de aire del sello del eje calienta la sección del sello del eje y el cuerpo del sello del eje del rotor. Dado que el cuerpo del sello del eje está incrustado en ambos extremos del cilindro, su expansión casi no tiene efecto en la misma longitud del eje del cilindro. Sin embargo, la expansión de la sección del sello del eje del rotor afecta la longitud del rotor, aumentando así la diferencia de expansión positiva. Dado que la sección del sello del eje representa una pequeña proporción de la longitud del rotor, tiene un pequeño impacto en la diferencia de expansión total, pero la diferencia de expansión local en el sello del eje es relativamente grande. Si la temperatura de suministro del sello del eje es demasiado alta, la diferencia de expansión positiva será demasiado grande. ； Por el contrario, la diferencia de expansión negativa es demasiado grande. Generalmente, la temperatura del gas del sello del eje es ligeramente más alta que la temperatura del metal del sello del eje. 4〃El impacto del vacío en la diferencia de expansión a baja presión. Cuando el vacío disminuye, por un lado, la temperatura de escape aumenta, la presión en el puerto de escape del cilindro de baja presión aumenta y la diferencia de presión entre el interior y el exterior del cilindro disminuye. Ambos promueven la expansión del cuerpo del cilindro de baja presión, reduciendo así la diferencia de expansión de baja presión. Por otro lado, si la presión del aire del sello del eje permanece sin cambios, el volumen de aire del sello del eje en la sección del sello del eje del cilindro de baja presión disminuye y el calentamiento del rotor se debilita, lo que también reduce la diferencia de expansión de baja presión. 5. Influencia de la temperatura ambiente La diferencia de expansión de baja presión es sensible a la temperatura ambiente. A medida que aumenta la temperatura ambiente, la diferencia de expansión a baja presión se hace más pequeña; a medida que disminuye la temperatura ambiente, aumenta la diferencia de expansión de baja presión. La razón principal es que la temperatura ambiente disminuye y aumenta la refrigeración del cilindro de baja presión (el cilindro de baja presión no tiene aislamiento). ； Por otro lado, la temperatura del agua en circulación disminuye, lo que hace que aumente el vacío, disminuya la temperatura de escape y disminuya la temperatura del cilindro. Se ha observado que las reglas de cambio son las mismas bajo diferentes cargas. Bajo la misma carga, la diferencia de expansión a baja presión entre invierno y verano es del 15%. 6. La influencia de la explosión por fricción: durante las etapas de arranque y baja carga de la unidad, el flujo de vapor es pequeño y se produce una gran pérdida por fricción en las etapas de alta, media y baja presión (proporcional al cubo de la velocidad de rotación). El calor generado por la pérdida es absorbido por el vapor, provocando un aumento de su temperatura. Dado que el impulsor roza directamente contra el vapor, la temperatura del rotor es mayor que la temperatura del cilindro, por lo que se produce una diferencia de expansión positiva. A medida que aumenta la velocidad de rotación, el calor generado por la pérdida por fricción del rotor aumenta en consecuencia. Sin embargo, debido al aumento del caudal, el número de pérdidas por voladura generadas disminuye en consecuencia. Por lo tanto, el calor generado por la pérdida por explosión por fricción absorbida por cada kilogramo de vapor primero aumenta con el aumento de la velocidad de rotación, lo que hace que la diferencia de expansión positiva de los cilindros de alta, media y baja presión aumente, y luego disminuye en consecuencia a medida que aumenta la velocidad de rotación. El impacto sobre la diferencia de expansión disminuye gradualmente. 3. El daño del desplazamiento axial y la diferencia de expansión 1. El efecto Poisson afecta la diferencia de expansión de baja presión de la unidad en aproximadamente un 10%, por lo que se debe garantizar que la diferencia de expansión de baja presión sea superior al 10% antes del arranque. Durante el proceso de apagado, intente reducir la diferencia de expansión de baja presión (preferiblemente por debajo del 90%). Cuando la diferencia de expansión de baja presión supera el 110%, se requiere un apagado de emergencia. En este momento, a medida que la velocidad disminuye, la diferencia de expansión de baja presión excederá el 120% y puede haber fricción dinámica y estática en el área de baja velocidad. 2. Cuando la diferencia de expansión de baja presión es demasiado alta en invierno, preste atención a la presión del tubo principal de gas del sello del eje. Si la presión es demasiado alta, se puede reducir adecuadamente. También puede reducir el método de vacío para reducir la diferencia de expansión de baja presión. Reduzca la cantidad de ventanas abiertas en invierno, lo cual es una medida eficaz para reducir la expansión por baja presión en invierno. 3. Cuando arranque en un estado extremadamente caliente, intente utilizar una fuente de aire de alta temperatura para el suministro de aire del sello del eje. Cuando se utiliza aire auxiliar como fuente de aire, la temperatura debe controlarse en aproximadamente 270 °C. Si la temperatura es demasiado baja, el eje grande en la sección del sello del eje de alta presión se enfriará y encogerá rápidamente, lo que puede causar fricción dinámica y estática en las primeras etapas. 4. Al arrancar en estado frío, la fuente de aire del sello del eje es más alta que la temperatura del metal del eje grande, y el eje grande se calentará y alargará parcialmente, lo que resultará en una gran diferencia de expansión positiva. Por lo tanto, es necesario seleccionar una fuente de aire que coincida con la temperatura del metal del sello del eje para no retrasar el tiempo de arranque. Si la diferencia de expansión de baja presión es demasiado grande, se puede ajustar reduciendo el vacío e intentar acelerar la velocidad lo antes posible. Cuando la diferencia de expansión positiva de baja presión excede el límite durante la etapa de arranque de la unidad, el gas de sellado del eje de vacío puede destruirse y la unidad se reiniciará después de que la diferencia de expansión sea normal. 5． Antes de invertir la unidad, la temperatura del vapor principal debe ser al menos 50 °C más alta que la temperatura del metal del cilindro de alta presión. Se debe considerar el impacto del desplazamiento axial en la diferencia de expansión de alta presión antes de invertir la unidad. La diferencia de expansión cambia mucho durante las etapas de arranque y parada de la unidad, con muchos factores que influyen y un ajuste difícil. Por lo tanto, es necesario seguir estrictamente los procedimientos, seleccionar los parámetros de rotación apropiados de acuerdo con la temperatura del metal del cilindro, las curvas de calentamiento y aumento de presión apropiadas, determinar la velocidad de calentamiento apropiada, controlar el aumento de velocidad y el tiempo de calentamiento, y analizar oportunamente y tomar métodos efectivos de acuerdo con las condiciones específicas después de la carga, para controlar efectivamente la diferencia de expansión. 4. Análisis y control de cambios de diferencia de expansión durante el arranque de la unidad. Durante el proceso de arranque y parada de la turbina de vapor, las condiciones de intercambio de calor entre el rotor y el cilindro son diferentes. Por lo tanto, su expansión en la dirección axial es inconsistente, es decir, se produce una expansión relativa. La expansión relativa también suele denominarse expansión diferencial. El tamaño de la diferencia de expansión indica los cambios en los juegos axiales dinámicos y estáticos de la turbina. Monitorear la diferencia de expansión es una tarea importante durante el arranque y apagado de la unidad. Para evitar la fricción entre las partes dinámicas y estáticas causada por cambios en el juego axial, no sólo se debe controlar estrictamente la diferencia de expansión, sino que también se debe comprender completamente el impacto de la diferencia de expansión en el funcionamiento de la turbina de vapor. Después de calentarse, el cilindro se expande desde el "punto muerto" hacia el cabezal de la máquina. Por lo tanto, el generador de señales de expansión diferencial generalmente se instala en la posición de "punto muerto" con respecto a la base del cilindro. El transmisor de expansión diferencial está instalado en el asiento de la caja de rodamientos delantera. El arranque de la unidad se divide en tres categorías según el nivel de temperatura del metal de la turbina antes del arranque.: Arranque en frío (temperatura del metal 150-180 grados) ； Arranque en caliente (180 grados - 350 grados) ； Arranque en caliente (350 grados a 450 grados) ； Comience en un estado extremadamente caliente (más de 450 grados). . Ahora solo realizamos un análisis simple sobre los cambios y el control de la diferencia de expansión de la unidad durante el arranque en frío común y el arranque en caliente.: Durante el proceso de arranque en frío de la unidad, el cambio de la diferencia de expansión y el control de la diferencia de expansión se dividen aproximadamente en las siguientes etapas:: 1. Suministro de vapor y etapa de vacío del sello de vapor. Desde el suministro de vapor y la aspiración del sello de vapor hasta la expansión hacia adelante del rotor, la diferencia siempre cambia en dirección positiva. Porque durante el proceso de calentamiento o enfriamiento, la temperatura del rotor aumenta o disminuye más rápido que la del cilindro, y la velocidad de expansión o contracción correspondiente también es más rápida que la del cilindro. Cuando colocamos la caja de compensación de presión para suministrar vapor al sello de vapor, el manguito del sello de vapor se expande hacia ambos lados después de calentarse, lo que tiene poco efecto en la expansión de todo el cilindro. Cuando se calienta la sección del eje principal del rotor correspondiente al sello de vapor, el rotor se alargará. La influencia del calentamiento del sello de vapor en el valor de alargamiento del rotor está determinada por la temperatura del suministro de vapor, pero el tiempo de calentamiento también tiene un impacto. Por lo tanto, la presión de la caja de compensación de presión no debe ser demasiado alta durante el arranque en frío. Por lo general, debe mantenerse por debajo de 0,1 MPA y la temperatura debe rondar los 250 grados Celsius. Cuando el sistema de extracción de aire se pone en funcionamiento y comienza el vacío, si la diferencia de expansión cambia demasiado rápido a un valor positivo, se puede reducir la presión del tanque de compensación de presión o aumentar el vacío del condensador de manera adecuada, porque aumentar el vacío puede reducir el tiempo de residencia del vapor en el sello de vapor. En términos generales, al arrancar la máquina en estado frío, la temperatura y la presión del vapor entrante del sello de vapor deben ser más bajas y el vacío debe aumentar más rápido, de modo que se puedan alcanzar las condiciones de lavado lo antes posible y al mismo tiempo garantizar la seguridad. 2. Etapa de calentamiento y aceleración. De correr a velocidad constante, la diferencia de expansión básicamente continúa aumentando. En esta etapa, el flujo de vapor es pequeño y el vapor trabaja principalmente en la etapa de regulación. Sólo cuando se aumenta la velocidad del motor después del calentamiento a velocidad media, la diferencia de expansión tenderá a disminuir. Esto se debe principalmente a que a medida que aumenta la velocidad de rotación, aumenta la fuerza centrífuga y también aumenta la fuerza del componente axial, lo que hace que el rotor sea más grueso y más corto. Al mismo tiempo, la temperatura del cilindro aumenta gradualmente y la velocidad de expansión del cilindro también aumenta, lo que retrasa relativamente el valor de expansión del rotor. Durante el lavado, la presión y la temperatura del vapor deben ser adecuadamente más bajas, pero la temperatura debe mantener un cierto grado de sobrecalentamiento y la velocidad de lavado debe ser baja. Durante el proceso de lavado, preste mucha atención a los cambios de temperatura del cilindro. Si el valor positivo de la diferencia de expansión es demasiado alto en este momento, se debe estabilizar la velocidad o se debe reducir el vacío para permitir que el vapor permanezca más tiempo en el cilindro y calentar completamente el motor. A veces, durante el proceso de calentamiento y aceleración, el ajuste inadecuado de la hidrofobicidad del cuerpo del cilindro también afectará la diferencia de expansión. Por lo tanto, se debe prestar atención al control de la hidrofobicidad del cuerpo del cilindro al arrancar el motor. Para evitar la distorsión de los datos de la tabla de expansión, también debemos observar de cerca los cambios en la expansión térmica y el desplazamiento axial de la unidad, y juzgar aún más los cambios de expansión mediante la comparación de la expansión térmica y el desplazamiento axial. Al mismo tiempo, es más importante controlar de cerca la vibración de la unidad, especialmente cuando se excede la velocidad crítica. 3. Velocidad fija y etapa de carga paralela. Dado que el tiempo desde el aumento de velocidad hasta la velocidad fija es corto, la temperatura del vapor y el caudal apenas cambian, y el impacto en la diferencia de expansión solo puede reflejarse después de que se fija la velocidad. Una vez fijada la velocidad, la diferencia de expansión aumenta en mayor medida y dura más tiempo, especialmente después de que el generador está conectado a la red. Durante la fase de calentamiento con carga baja, el vapor calienta más intensamente el rotor y el cilindro. Después de conectarse a la red, a medida que la válvula reguladora de vapor se abre más, la temperatura de la etapa reguladora aumenta más rápido y la velocidad de apertura de la válvula reguladora de vapor tiene un mayor impacto en la diferencia de expansión. Es decir, para evitar que la diferencia de expansión cambie demasiado rápido, el motor debe calentarse durante un período de tiempo bajo carga baja después de conectarlo a la red. El tiempo específico de calentamiento con carga baja está determinado por la temperatura de las paredes superior e inferior del cilindro, la temperatura de la etapa de regulación y la tendencia cambiante de la diferencia de expansión. Sólo cuando la diferencia de expansión muestre una tendencia a la baja y sea un 10% inferior al valor en el momento de la conexión a la red, se podrá aumentar gradualmente la carga. Una vez que la diferencia de expansión aumenta nuevamente y alcanza el valor en el momento de la conexión a la red, la velocidad de aumento de carga debe reducirse adecuadamente o incluso detenerse para continuar con el calentamiento. Esto continúa hasta que la carga unitaria aumenta al valor nominal. En general, los factores que afectan la diferencia de expansión unitaria incluyen principalmente los siguientes puntos:: La duración del tiempo de calentamiento, los cambios en el vacío del condensador, la temperatura de suministro de vapor del sello del eje y la duración del tiempo de suministro de vapor, la tasa de aumento y caída de temperatura del vapor principal, la influencia de los cambios de carga, etc. En pocas palabras, la unidad de arranque en frío debe funcionar: “Ajuste el vacío, estabilice el suministro de vapor, aumente lentamente la velocidad y caliente lentamente el motor. La carga es baja, no se apresure, espere hasta que suba la temperatura del cilindro antes de volver a levantarlo”.