一种汽缸壁温控制方法与流程

本发明涉及火电及工业汽轮机领域，具体而言，涉及汽缸壁温控制方法。

背景技术：

汽轮机的启动时间普遍较长，尤其是冷态起机时，整个启动过程包括预暖、低速暖机、中速暖机、高速暖机、低负荷暖机等阶段，一是控制汽缸和转子的热应力和变形，二是控制胀差避免轴向碰磨。但这种启动方式存在诸多不足：机组调峰适应性差、锅炉在低负荷下无法稳燃、燃油成本高、汽缸温差大导致变形漏汽、启动过快导致碰磨等。

在汽轮机启动过程中，升温的热量来自高温高压蒸汽，转子表面与蒸汽对流换热并向内导热，内缸处于内外缸夹层和蒸汽流道之间，外缸位于夹层和保温层之间，同时外缸拥有最大的体积和热容，因此升温速率：转子>内缸>外缸。

外缸升温速率相对最慢，但对机组胀差起着重要作用，暖机过程实际上是通过控制进汽量，减慢转子和内缸的升温速率，使得转子、内缸和外缸温度场趋向于均匀，使得现有技术中的汽轮器暖机时间久，机组启动较慢。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种汽缸壁温控制方法，以解决现有技术中的汽轮器暖机时间久、机组启动较慢的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种汽缸壁温控制方法，其包括以下步骤：

在垂直于缸体轴线方向的截面上，将气缸的缸体两侧设置法兰处和中间部分分别设置为法兰区和中间区，并在中间区和两侧的法兰区分别设置独立的加热元件；

在缸体之外覆设保温层以将各加热元件包裹于缸体上；

在需要启动汽轮机或在机组停机时，启动各加热元件对缸体进行加热，其中对应法兰区的加热元件相对中间区的加热元件采用较长的加热时间和/或较高的加热温度进行加热。

本方案中的汽缸壁温控制方法，通过将多个加热元件按区域独立地布置在汽缸外壁上，并覆盖保温层，可对汽缸壁温的中间区和法兰区进行相互独立的主动控制，使得缸体不同形态(如壁厚)区域的温度和传热效率可受控得较均匀，使得缸体各处的温度场较均匀。并且可提高汽轮机启动所需时间，还可以让机组再停机时保持在热态或极热态，并改善机组运行中胀差大和汽缸内外壁温差大的问题。

在一种实施方式中，所述加热元件采用电阻丝实现电加热。

在一种实施方式中，各个所述加热元件各自独立地封装于电绝缘层内。

在一种实施方式中，上下两半缸体上采用彼此独立的加热元件。

在一种实施方式中，所述保温层内侧设置有凹入形成的用于容置各个加热元件的凹槽。

在一种实施方式中，中间区在缸体的轴线方向上的前后两部分分区设置彼此独立的加热元件，以使中间区的轴向两端能够彼此独立地进行加热。

在一种实施方式中，布置的所述加热元件避开汽缸管道和汽缸结合面，避免汽流吹蚀。

在一种实施方式中，对缸体进行接地和漏电保护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中提及之附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1中示出了以汽轮机缸体垂直于缸体轴线的截面上加热元件的布置形式(仅展示上缸部)；

图2示出了再汽轮机缸体侧向视图中的加热元件的布置形式。

图标：缸体11，轴线方向12，法兰区15，中间区16，加热元件17，保温层18，凹槽19，电绝缘层20。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，本发明的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本发明的描述中若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请配合参见图1和图2，本实施例提供一种汽缸壁温控制方法，其包括以下步骤：

在垂直于缸体11的轴线方向12的截面上，将气缸的缸体11两侧设置法兰处13和中间部分14分别设置为法兰区15和中间区16，并在中间区16和两侧的法兰区15分别设置独立的加热元件17；在缸体11之外覆设保温层18以将各加热元件17包裹于缸体11上；

在需要启动汽轮机或在机组停机时，启动各加热元件17对缸体11进行加热，其中对应法兰区15的加热元件17相对中间区16的加热元件17采用较长的加热时间和/或较高的加热温度进行加热。

可选情况下，中间区16在缸体11的轴线方向12上的前后两部分分区设置彼此独立的加热元件17，以使中间区16的轴向两端能够彼此独立地进行加热。

本方案中，可在所述保温层18内侧设置有凹入形成的用于容置各个加热元件17的凹槽19。

布置的所述加热元件17应避开汽缸管道和汽缸结合面，避免汽流吹蚀。

为避免影响缸体11的拆装，本方案中的上下两半缸体11上采用彼此独立的加热元件17。

本方案中的加热元件17可采用电阻丝实现电加热。具体地，可通过电阻丝弯曲盘成面状的加热块，其形状具体应适配所安装在的缸体11的区域的轮廓。本方案中的各个所述加热元件17各自独立地封装于电绝缘层20内，以实现绝缘，避免漏电。另外，可对缸体11进行接地和漏电保护，以提高安全性。

另外，本方案中，还可设置多组测温元件反馈温度场分布，通过汽缸内外壁温差控制各加热元件17的加热功率，可以实现分区域控制；

还可设计冗余的线路连接，避免因局部断路导致系统整体失效；

本实施例中的所有组件耐高温，寿命大于汽轮机大修期；可按汽缸外形预成型后现场装配。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。