汽缸下半缸溫度補償裝置及其溫度補償方法
2023-10-17 02:17:54 2
專利名稱：汽缸下半缸溫度補償裝置及其溫度補償方法
技術領域：
本發明涉及汽輪機設備領域，尤其是一種汽缸下半缸溫度補償裝置及其溫度補償
方法。
背景技術：
汽輪機進配汽度一般都集中在上半缸，大部分汽輪機採用上半周進汽，因此在汽 機啟動階段，由於汽缸內部流場不均勻，及進汽室的熱傳導作用下，上下缸的溫差會非常 大，即使採用全周進汽結構，進汽室後也直接帶一段導葉持環，上下缸的溫差大的現象也同 樣存在，特別在高溫高壓機組中，這種情況更加突出。上下缸的溫差大嚴重影響到機組動靜 間隙，特別在相對跨距比較大的機組中，轉子撓度比較大，上下缸內較大的溫差容易引起導 葉底部的汽封片與轉子相碰，影響機組的安全運行；另外，在停車過程中，由於下半冷卻比 上半快，中間有一段時間上下半溫差會比較大，動靜發生擦碰，大約有一小時左右轉子無法 盤車，等冷卻到一定程度、上下半溫差減小後，才能繼續盤車，這給使用帶來了極大不便。為 了使汽輪機正常安全的運行，人們企圖採用暖機的方法解決上、下半缸的溫差問題，但暖機 時，汽流主要給上半缸進行加熱，且上半還有來自進汽室的熱傳導加熱，由於缸體流場不均
勻，隨著暖機時間的延長，上下半的溫差反而增大，最大溫差超過會75t:，其結果直接導致
軸振動急劇增大，無法正常開機，故而人們通常採用的暖機的方法無法消除上、下半缸的溫 差問題。為了機組的安全運行，對汽缸下半缸進行加熱，使上下半溫差始終處於許可的範圍 內就很有必要的。
發明內容
本發明的目的是為了解決上述技術的不足而提供的一種對汽缸下半缸進行加熱、
可有效消除上、下半缸的溫差問題的汽缸下半缸溫度補償裝置及其溫度補償方法。 為了達到上述目的，本發明所設計的汽缸下半缸溫度補償裝置，它主要包括電加
熱管，所述的電加熱管固定設置在汽缸下半缸的外側，所述電加熱管外設有保溫層。電加熱
管易於控制，加熱效果好，可對汽缸下半缸進行有效加熱，消除上下缸的溫差。所述的測溫
元件可以為熱電偶、鉑電阻、銅電阻、熱敏電阻等。 優選的方案是所述的保溫層為稀土層。稀土層可塑性好，可適用於汽缸表面複雜 的曲面設計，且與被保溫表面有較強的粘結強度，不開裂，不脫落，表面平整美觀，使用壽命 長、綜合絕熱性能佳。 作為優選，所述電加熱管呈盤管狀緊貼包覆在汽缸下半缸的外表面，在所述電加 熱管的外側設有與汽缸下半缸形狀相配合的壓條，該壓條與汽缸下半缸定位連接，並將電 加熱管固定在壓條與汽缸下半缸之間。所述的定位連接優選的方案是所述汽缸下半缸外表 面上焊接有螺栓，該螺栓另一端連接壓條。採用這種安裝方式安裝時較為簡單方便，且固定 效果較好。 作為優選，所述電加熱管受控於一溫控裝置，在所述汽缸上半缸頂部和下半缸的
3底部、或者在上下缸的法蘭處分別設有測溫元件，或在前述兩者上都設有測溫元件，所述測 溫元件與溫控裝置相連接，並為其提供汽缸上、下半缸的溫度信號，由此可得到汽缸上、下 半缸的溫差，由溫差作為控制信號，對電加熱管進行有效地閉環控制，所述的閉環控制可採 用PID控制，更為可靠有效。其中所述的溫控裝置可以包括用於計算溫差、控制輸出的控制 器和適用於電加熱管的調節器(如可控矽調壓器)，也可實現該功能的電路模塊組成，該溫 控裝置在電氣控制領域屬常規技術，在此不作累述。 作為優選，所述電加熱管受控於一溫控裝置，在汽缸下半缸和保溫層之間設有測
溫元件，該測溫元件與溫控裝置相連接，並為其提供汽缸下半缸的溫度信號。可以汽缸下半
缸溫度為控制信號對對電加熱管進行有效地閉環控制，消除溫差。其中，所述電加熱管可由
固定數量的加熱管單體構成，所述加熱管單體呈盤管狀設置在汽缸下半缸的外表面，在每
個加熱管單體與汽缸下半缸之間設有與該加熱管單體相配合的測溫元件。 為了達到加熱效果的同時又能保證汽缸安全，經過大量實驗得出，所述電加熱管
功率可為3. 8KW，採用此功率的電加熱管，在全功率加熱時，汽缸在60min內能升溫75°C ，保
證加熱效果；並且加熱管表面溫度在完全裸露時低於485t:，這個溫度低於汽缸材料的回
火溫度，對汽缸來說是安全的。 本發明所設計的汽缸下半缸溫度補償裝置的溫度補償方法，它採用電加熱管加 熱，其特徵是通過檢測上下缸的溫度，並以上下缸的溫差為控制信號，對電加熱管進行閉環 控制，通過電加熱管對汽缸下半缸進行加熱，以縮小汽缸上、下半缸的溫差，實現溫度補償。
作為優選，該溫度補償方法可將測溫元件分別設置在汽缸上半缸頂部和下半缸的 底部，當兩者溫差大於5(TC時，啟動電加熱管加熱；當兩者溫差小於25t:時，停止加熱。
作為優選，該溫度補償方法可將測溫元件分別設置在汽缸上下缸的法蘭處，當兩 者溫差大於3(TC時，啟動電加熱管加熱；當兩者溫差小於15t:時，停止加熱。
作為優選，加熱效率至少為每小時75°C，同時控制加熱管表面溫度不高於485°C。
本發明得到的汽缸下半缸溫度補償裝置及其溫度補償方法，可對汽缸下半缸進行 全方位的加熱，加熱更為均勻，通過對汽缸上下缸的溫差檢測而進行良好的閉環控制，可有 效消除汽缸上、下半缸的溫差現象，從而避免了以往因此現象而造成的各種運行問題，確保 汽輪機安全運行。
圖1是實施例1的結構示意圖；
圖2是圖1中X處的放大圖；
圖3是圖1中U向展開圖；
圖4是溫控裝置的工作原理圖；
圖5是實施例1的控制示意圖。 圖中電加熱管1、汽缸下半缸2、稀土層3、加熱管單體4、壓條5、螺栓6、雙向可控 矽7、測溫元件8、溫控裝置9、汽缸上半缸10。
具體實施例方式
下面通過實施例結合附圖對本發明作進一步的描述。
實施例1 如圖1、2所示，本實施例所描述的汽缸下半缸溫度補償裝置，它主要包括電加熱管l，所述的電加熱管1固定設置在汽缸下半缸2的外側，所述電加熱管1外設有保溫層，所述保溫層為稀土層3。如圖3所示，所述電加熱管1由加熱管單體4構成，所述加熱管單體4呈盤管狀設置在汽缸下半缸2的外表面，在所述電加熱管1的外側設有與汽缸下半缸2形狀相配合的壓條5，該壓條5與汽缸下半缸2定位連接，並將電加熱管1固定在壓條5與汽缸下半缸2之間。所述的定位連接是所述汽缸下半缸2外表面上焊接有螺栓6，該螺栓6另一端連接壓條5，由此實現將電加熱管1固定，如圖4、5所示，所述電加熱管1受控於一溫控裝置9，在所述汽缸上半缸10頂部和下半缸2的底部分別設有測溫元件8，所述測溫元件8與溫控裝置9相連接，並為其提供汽缸上、下半缸2的溫度信號。當頂部和底部的缸壁溫差大於5(TC，溫控模塊自動啟動電加熱管1，電加熱管1給汽缸下半加熱，並給運行中心送出各加熱管的工作狀態信號。當頂部和底部的缸壁溫差小於25t:溫控模塊自動關閉電加熱管1，切斷加熱管電源同時給運行中心送出已正常關閉溫度補償電加熱裝置的信號。其中電加熱管1的調溫技術為常規技術，結合圖4電氣領域普通技術人員即可實施，在此不作累述。
其中所述測溫元件8也可以設置在上下缸的法蘭處，具體可位於上下缸中分面法蘭的缸壁中心，當上下缸法蘭處溫差大於3(TC時，溫控裝置9自動啟動電加熱管1，當上下缸法蘭處溫差小於15t:時，溫控裝置9自動關閉電加熱管1。 其中所述測溫元件8也可以同時設置在汽缸上半缸10頂部和下半缸2的底部，以及上下缸的法蘭處，當頂部和底部的缸壁溫差大於5(TC或者上下缸法蘭處溫差大於30°C時，溫控裝置9自動啟動電加熱管l ;當頂部和底部的缸壁溫差小於25t:或上下缸法蘭處溫差小於15t:時，溫控裝置9自動關閉電加熱管1。
權利要求
一種汽缸下半缸溫度補償裝置，它主要包括電加熱管(1)，其特徵是所述的電加熱管(1)固定設置在汽缸下半缸(2)的外側，所述電加熱管(1)外設有保溫層。
2. 根據權利要求l所述的汽缸下半缸溫度補償裝置，其特徵是所述電加熱管(1)呈盤 管狀緊貼包覆在汽缸下半缸(2)的外表面，在所述電加熱管(1)的外側設有與汽缸下半缸 (2)形狀相配合的壓條(5)，該壓條(5)與汽缸下半缸(2)定位連接，並將電加熱管(1)固 定在壓條(5)與汽缸下半缸(2)之間。
3. 根據權利要求1或2所述的汽缸下半缸溫度補償裝置，其特徵是所述電加熱管(1) 受控於一溫控裝置(9)，在所述汽缸上半缸(10)頂部和下半缸的底部、或者在上下缸的法 蘭處分別設有測溫元件(8)，或在前述兩者上都設有測溫元件(8)，所述測溫元件(8)與溫 控裝置(9)相連接，並為其提供汽缸上、下半缸的溫度信號。
4. 根據權利要求3所述的汽缸下半缸溫度補償裝置，其特徵是所述電加熱管(1)由固 定數量的加熱管單體(4)構成，所述加熱管單體(4)呈盤管狀設置在汽缸下半缸(2)的外 表面，在每個加熱管單體(4)與汽缸下半缸(2)之間設有與該加熱管單體(4)相配合的測 溫元件(8)。
5. 根據權利要求1或2所述的汽缸下半缸溫度補償裝置，其特徵是所述電加熱管(1) 受控於一溫控裝置(9)，在汽缸下半缸(2)和保溫層之間設有測溫元件(8)，該測溫元件(8) 與溫控裝置(9)相連接，並為其提供汽缸下半缸(2)的溫度信號。
6. 根據權利要求3所述的汽缸下半缸溫度補償裝置的溫度補償方法，它採用電加熱 管(1)加熱，其特徵是通過檢測上下缸的溫度，並以上下缸的溫差為控制信號，對電加熱管 (1)進行閉環控制，通過電加熱管(1)對汽缸下半缸(2)進行加熱，以縮小汽缸上、下半缸的 溫差，實現溫度補償。
7. 根據權利要求6所述的汽缸下半缸溫度補償裝置的溫度補償方法，其特徵是將測溫 元件(8)分別設置在汽缸上半缸(10)頂部和下半缸的底部，當兩者溫差大於5(TC時，啟動 電加熱管(1)加熱；當兩者溫差小於25t:時，停止加熱。
8. 根據權利要求6所述的汽缸下半缸溫度補償裝置的溫度補償方法，其特徵是將測溫 元件(8)分別設置在汽缸上下缸的法蘭處，當兩者溫差大於3(TC時，啟動電加熱管(1)加 熱；當兩者溫差小於15t:時，停止加熱。
9. 根據權利要求6或7或8所述的汽缸下半缸溫度補償裝置的溫度補償方法，其特徵 是加熱效率至少為每小時75°C，同時控制加熱管表面溫度不高於485°C。
全文摘要
本發明所公開的汽缸下半缸溫度補償裝置，它主要包括電加熱管，所述的電加熱管固定設置在汽缸下半缸的外側，所述電加熱管外設有保溫層。本發明所設計的汽缸下半缸溫度補償裝置的溫度補償方法，它採用電加熱管加熱，其特徵是通過檢測上下缸的溫度，並以上下缸的溫差為控制信號，對電加熱管進行閉環控制，通過電加熱管對汽缸下半缸進行加熱，以縮小汽缸上、下半缸的溫差，實現溫度補償。本發明得到的汽缸下半缸溫度補償裝置及其溫度補償方法，可對汽缸下半缸進行全方位的加熱，加熱更為均勻，可有效消除汽缸上、下半缸的溫差現象，從而避免了以往因此現象而造成的各種運行問題，確保汽輪機安全運行。
文檔編號F01D25/14GK101782001SQ20101010909
公開日2010年7月21日 申請日期2010年2月11日 優先權日2010年2月11日
發明者楊雄民 申請人:杭州汽輪機股份有限公司