1 系统概况及存在问题
某电厂2号机组的法国ALSTOM汽轮机设计容量为620MW，采用一次中间再热、四缸四排汽。其高、中压缸滑销系统采用推拉杆结构，通过推拉杆刚性连接高、中压缸外缸上猫爪，推力轴承座与高压外缸之间用另一对推拉杆刚性连接，使汽缸的膨胀与转子的膨胀直接联系在一起，改善了汽缸与转子的差胀。支承轴承座均与基础台板固定，低压差胀传感器采用靶板式位移传感器，其探头在8号轴承处被固定在基础上不随缸体滑动，因此2号机组汽轮机低压差胀为中、低压转子相对于基础的膨胀量(图 1)。2 号机组运行规程规定高、中、低压差胀正常范围为：高压差胀-1.6~7.6mm，低压差胀-4.45~+10.05mm，中压差胀-3.9~+6.3mm，对应的测量范围均为0~100%，超过限值10%(即-10%或+110%时)紧急停机。 TSI测量模块内设置的测量范围是-50%~+150%，其中低压差胀的安装零位0mm处对应27%。
2号机组于1994年11月投运以来，汽轮机的高、冲压差胀正常，但低压差胀值在夏季机组满负荷工况时低压差胀的显示值为75%，冬季低压差胀常常超过100%上限，而且户外低温(打开汽轮机房窗户)会使低压差胀明显上升，影响了机组运行的经济性。
2 差胀的测量比较和误差分析
与2号汽轮机组在同一汽轮机房内的1号汽轮机逛为日本东芝公司制造，其差胀测量采用电涡流传感器，1号机组汽轮机的高压差胀测点布置方式与2号机组相同，其测量差胀为高压转子与汽缸的相对膨胀差值。1号机组汽轮机的低压差胀测量是在8号轴承处将低压差胀探头固定在低压缸B外缸体上能随汽缸的膨胀移动，而2号机组汽轮机低压差胀为中、低压转子的绝对膨胀量。经冬季实测2号机组汽轮机基础平台温度为25℃以上，与冬季低压缸外缸温度(30℃)很接近，以低压缸B死点到低压差胀探头距离 6.8m计算，测量误差在0.34 mm(在0~100℃范围内钢筋混凝土构件的线膨胀系数α=10×10-61/℃)，约占低压差胀2%，因此2台机组的2种测量方法误差不大。1号、2号机组汽轮机差胀比较见表1。
由表1可知，汽轮机高压缸差胀允许变化范围和实际变化量相差不大，而低压允许变化范围相差很大。可见，2号机组汽轮机低压差胀最大变化量(17.64mm)小约10mm。2台机组汽轮机低压差胀测量值在冬、夏季节的变化为2~4mm，相差不大。可见，2号机组汽轮机低压差胀的设计定值小，汽轮机低压查胀较易达到上限，因此必须减少测量误差，以保证机组稳定运行。
3 低压差胀测量误差的试验分析及对策
由于2号机组汽轮机低压差胀受环境温度变化的影响较大，在同一机组负荷下，冬季与夏季汽轮机低压差胀相差25%。
(1)在汽轮机低压差胀探头及前置器处安装时风扇，使低压差胀探头及前置器温度由35℃降至27℃，此时低压差胀由103%逐渐升至107%;风扇停运后，汽轮机低压差胀探头及前置器温度升至35℃，低压差胀由107%逐渐降至103%。汽轮机低压差胀探头及前置器处温度变化时汽轮发电机组混凝土基础平台温度(29℃)无变化。
(2)对汽轮机低压差胀探头和测量装置的矢量测量机构(靶板)进行加温试验后，差胀未发生变化。
(3)采用冷风却风扇单独对汽轮机低压差胀前置器进行冷却(冷风避开汽轮机低压差胀探头临时保温罩温度变化小于2℃。)，前置器温度下降6℃，低压差胀上升3%，然后将低压差胀传感器前置器加热20min，低压差胀快速下降至104.4%，低压差胀与低压前置器温度变化趋势见图2，低压差胀温度变化试验数据见表2。
(4)为了确定汽轮机低压差胀前置温度特性，对WL172A+AO-02-11C型低压差胀前置器(2号机轴向位移、高中压差胀前置)进行温度特性测试。将低压差胀前置器放入调温调湿箱内，传感器在常温环境内，将调温调湿箱温度从0℃每隔5℃逐渐升温至65℃，其输出电压值为正行程输出值，然后将调温调湿箱温度从65℃每隔5℃逐渐升温至0℃，其输出电压值为反行程值(表3)，低压差胀前置器温度变化与测量误差关系曲线见图3.低压差胀测量量程为-50%~150%，其与前置器输出电压(-5.83~-16.44)线性对应。
由表3和图3可知，环境温度从5℃升至45℃，低压差胀测量值变化20%，已超出测量误差正常范围;在40~65℃范围，低压差账测量值变化很小(1.8%)。
汽轮机低压差胀前置器外壳温度变化会引起低压差胀测量值明显变化，环境温度在27-37℃范围内变化2℃ 低压差胀测量值约变化1%;低压差胀探头和安装架的温度变化对差胀没有影响。由此可知，低压差胀测量误差主要是由低压差胀前置器外壳温度变化引起的。正常情况下，汽轮机低压差胀前置器随温度的变化会导致其输出电压产生较小的漂移，但在其正常工作温度范围(0、75℃)内，不应有明显的波动(<1%)，从而表明该前置器存在质量问题。监测表明汽轮机低压缸花被板内温度较篙，冬季实测温度在35℃ 以上，夏季在45℃左右，处于汽轮机低压差胀前置器温度特性平坦区，因此将汽轮机低压差胀前置器移至低压缸化妆板内。移位后，冬季汽轮机低压差胀与同期比较其误差下降了10%。同时，替代了采用降低真空来调节低压差胀的非经济运行方式，保证了机组的安全经济运行。
4 结论
(l) 法国ALSTOM公司制造的600MW机组汽轮机高、低压差胀测量值在冬季和夏季变化值与同类型机组基本相等;ALSTOM 机组低压差胀设计范围小易使低压差胀达到上限，因此必须减少其测量误差。
(2) WL172A+AO-02-nC 型低压差胀前置器超出该传感器测量误差2%的设备规范要求。环境温度在5~45℃ 变化，低压差胀测量误差达到20%，其低压差胀前置器存在质量问题。
(3) 在冬季，机组汽轮机低压差胀过大，其中10%左右是低压差胀前置器元件随温度飘移引起的测量误差。根据前置器的温度特性，对其移位后，冬季汽轮机低压差胀受环境温度影响明显改善，与同期相比其测量误差下降10%，替代了采用降低真空来调节低压差胀的非经济运行方式，保证了机组的安全经济运行。
[参考文献]
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