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汽轮机启动过程中转子的三热分析及控制方法
摘要：蒸汽在汽轮机内膨胀做功，将热能转变为机械能，同时又以对流传热的方式，将热量传递给转子等金属部件的表面。由于热量与转子接触，在转子内产生温差，从而产生热应力后导致转子的热膨胀和热变形。本文就目前600MW汽轮机在不同方式启动过程中转子三热的原因及所暴露的问题和控制方法问题分析得到一些三热对转子的影响及控制方法，以保证汽轮机组的正常运行。
关键词：汽轮机；转子；三热；自动控制
一、汽轮机转子的受热特点
1.1 600MW汽轮机高中低压缸蒸汽温度
当汽轮机冷态启动时，温度较高的蒸汽与冷的汽缸内壁接触，这是蒸汽的热量主要以凝结放热的形式传给金属壁（现代大型汽轮机的一、二次汽温高，一般为535～650℃，）高压缸调节级和中压缸调节级第一级的热降都不大，因此调节级后和中压缸第一级后的汽温仍然很高，必须选用合适的耐热合金钢。由于凝结放热的系数很高，且越高，放热系数越大，传热量也就越大，汽缸内壁温度很快就上升到该蒸汽压力下的饱和温度，当汽缸内壁的金属温度高于该蒸汽压力下的饱和温度时，凝结放热阶段结束，此后蒸汽主要以对流放热的方式向转子传热。
1.3转子的工作特点
汽轮机转子的工作条件相当复杂，工作时转子受高压、高温气流冲击，除承受巨大的扭矩外，还要承受高速旋转的巨大离心力。受热不均时引起的热应力和热变形，轴系振动时产生动应力，因此，要求转子必须具有很高的结构强度和优秀的工作特性。
1.3转子所用材料

图1 转子的结构
例如，某600MW汽轮机高、中压转子采用30Cr1Mo1V耐热合金钢制成，能在590 ℃下安全工作。低压转子材料采用30Cr2Ni4MoV，高、中压转子脆性转变温度（FATT）≤80℃，低压转子脆性转变温度（FATT）≤﹣10℃，保证了转子良好的性能。
1.4受热方式及产生的危害
现代汽轮机的转子，虽然其受热条件比汽缸好些，它的外周面和叶轮两侧均能与蒸汽接触，仅转子中心的热量仍然是由它的外周以热传导的方式传递的。因此，转子沿半径方向也会出现温度梯度。如果在金属升温过程中，加热蒸汽的温度以均匀速率上升，则金属的温差随着整个温升过程持续增大，经过一段时间后，该温差达到最大，此后，虽然金属温度随蒸汽温度的升高而升高，但转子表面与中心孔的温差保持最大之且不变，通常称温差达到最大值的时刻为准稳态点。对于一般的汽轮机转子，当蒸汽温升率不变时，进入稳准点的时间大约为80～100min。但对于汽轮机的实际启动工况。当汽轮机启动结束后，转子内、外壁温差逐渐减小，经过一段时间后，如不考虑转子本身散热的，转子表面与中心孔的温度相等，且接近蒸汽温度，此时汽轮机进入稳定工况运行。
二、汽轮机启动中转子的热应力分析
2.1热应力的产生
启动时，转子外表面温度上升速度较中心孔快得多，从而产生温差。外表面产生压缩应力，内孔表面产生拉伸应力。若表面温升剧烈，压缩应力会使表面材料屈服，在负荷稳定后，转子表面会持续残余拉伸应力影响。目前，把这种转子金属材料承受一次加热冷却的过程称为一次温度循环，由此而引起的疲劳则称为低周疲劳。这样的一次交变热应力虽然不一定立即造成宏观可见的缺陷，但是每一次较大的热应力交变，都会消耗转子的使用寿命，经多次累计，最终会使转子出现宏观裂纹损坏。热态启动时，如果新蒸汽的温度没有保证调节级室汽温略高于金属温度，则是转子表面受到冷却，之后随着参数的提高，转子表面又被加热，因此，使转子表面先受到拉伸应力，后受到压缩应力；内孔壁承受的则先是压缩应力，后是拉伸应力。这样，一次启动就形成了一次交变应力的循环。
转子的情况比较复杂，可将转子视为空心圆柱体，并假定在启、停和变工况时，其内部金属温度只沿半径方向变化，且断面上温度分布对称于转子轴线。如果在启、停或负荷变化时转子沿半径方向的温度变化规律已知，则根据热弹性理论可分别计算出转子截面上任意一点的径向、切向和轴向热应力。研究人员通常最关心最大应力值和发生部位。根据前面对热应力产生原因分析可知，对转子任意截面，最大热应力发生在转子的表面和中心孔处。由于转子内、外表面的径向热膨胀不受约束，故径向热应力为零；转子内、外表面的切向热应力与轴向热应力相等。
2.1.1冷态启动时的应力
汽轮机冷态启动时对汽缸、转子等零部件来说是加热过程, 随着进入汽缸的蒸汽温度不断提高和流量不断增加,蒸汽传给汽缸和转子的热量也不断增加,使之温度升高,汽缸被加热时,汽缸内壁温度高于外壁温度,内壁的膨胀由于受到外壁的制约,因而其内壁受压缩,产生拉应力,而外壁由于受到内壁膨胀的拉伸,而产生拉伸应力。同样当转子被加热时, 转子外表面和转子中心存 在温差,两个表面膨胀不同, 温度高的外表面产生压缩热应力,转子中心则产生拉伸应力,如图2所示。
2.1.2热态启动时的应力
在热态启动冲转时, 调节级处的蒸汽温度可能低于该区段汽缸或转子的金属温度, 会使汽缸或 转子产生附加冷却,转子表面和汽缸内壁产生拉伸热应力,而汽缸外壁和转子中心产生压缩热应力,随着蒸汽温度的升高,调节级后的蒸汽温度开始高于转子和汽缸的金属温度,到最大值以后又逐渐减小, 在稳定工况下运行时, 汽缸和转子的热应力趋于零。由此可知,每一次热态启动转子表面和转 子中心的应力,刚好完成一个交变应力循环。汽缸也是如此,这一点与冷态启动不同。如果热态启动时, 转子表面热应力超过材料屈服极限,就是在稳定工况下, 该处同样会出现残余拉伸热应力和松驰现象,这对部件使用寿命极为不利, 转子热态启动时转子温度和应力如图 3 所示。

由上图可以明显看出随着调节级后温度升高，转子表面温度和转子中心温度都在上升。根据高压缸调节级金属温度在热态启动曲线上确定汽轮机冲转参数、初负荷(系指高压缸调节级汽温与金属温度不匹配度低于精确匹配线以下所确定的最低负荷)、5%额定负荷保持时间及其升速率，注意汽轮机高压缸调节级蒸汽温度与其金属不匹配度须在-56～111℃之间;主蒸汽温度要在最低过热度为50℃的情况下向汽轮机送汽，主汽阀前蒸汽参数应处于主汽阀启动蒸汽参数曲线所示的标有在切换转速下、主汽阀进口的最低汽温的曲线上;热态启动的冲转及带负荷方式与冷态启动相同，但要求顺利迅速地进行;机组升负荷过程中，要密切注意主蒸汽温度、胀差、缸胀和机组的振动情况，主蒸汽温度的剧烈变化对汽轮机的一切运行状态都可能造成严重后果。

图3 热态启动时转子温度和应力

2.2热应力的计算公式
转子表面和转子中心的最大温差△t 可用下式计算:
△t= R2b 4
式中: R — 转子半径, ( m) ;
b — 转子有面的温度变化率( ℃/h) ;
α— 导热系数( α= c"# ) 。
2.2.1汽轮机启动过程中的热应力计算及其分析

汽缸壁内壁温度按抛物线型分布时的热应力 σ:

σ= %E ( tαv- t) 1- &
= %E ( ta + 1 △t- t) 1- &
σ= 1 %E △t
3 1- &

式中: t αv — 沿壁厚的平均温度
2.3国产600MW汽轮机转子的现状和暴露的问题
2.3.1高、中压转子的热应力
国产600MW 汽轮机的高、中压转子都是用国产27C2M1V钢整锻制成。高、中压缸的进汽温度相同，调节级后汽温与第9压力级后相近。姚孟电厂1号机原设计一、二次汽温为565/565 ℃，调节级后汽温与第9压力级后汽温为537/543 ℃。望亭电厂两台30万千瓦汽轮机的一、二次汽温为550/550℃，级后汽温分别为530/528℃。而27C2M1V钢的使用温度为540℃，因此制造厂曾采用以中温蒸汽冷却中压转子。
2.3.2低压转子的热应力
国产600MW汽轮机的两个低压转子采用17CrMo1V钢氬弧焊接结构。在3000转/分时，末级叶轮轮缘处的切向应力超过1600公斤/厘米²，轴心处的切向应力为3000公斤/厘米²，末第二级轴心处的切向应力高达3200公斤/厘米²。焊接转子的应力情况比整锻转子和套装转子都好，其轴心处的应力比整锻转子约低40%，比套装转子约低60%。焊接转子没有套装叶轮那样的键槽，可避免应力集中的影响。因此，现代大型机组的低压转子普通趋向采用焊接结构，但是应当采用韧性较高和脆性转变温度低于10℃的材料，并且要求良好的焊接技术。
通常，低压转子的工作温度低，其主要问题不在于热应力而在于离心应力，以及应力腐蚀问题。超速试验时，离心应力增加很多，每启、停一次，离心应力也就变化一次，次数多了，也就会造成低周期疲劳损伤。如果转子材料的韧性较差。或脆性转变温度较高，而且超速试验次数频繁，再加上暖机不够，也可能产生转子表面裂纹的情况。
2.4热应力评估TSE
汽轮机热应力评估TSE的基本功能就是对汽轮机的高、中压转子、高压主汽门、调门阀体和高压缸体等厚重部件的温差进行监视，防止由于蒸汽温度与金属温度的不匹配导致金属部件产生过大的热应力，影响部件的使用寿命。这里的温差监视实际上是所谓的温度裕量（Margin）监视。它是汽轮机部件的实际温差和设计温差的差值，温度裕量越大，说明温差越小，部件所受的热应力也越小。为了确保机组启动和变工况时，其热应力处于可控范围，DEH根据温度裕量的大小自动设置升速率和最大允许的负荷变动率。而且TSE出现故障时，DEH将不允许机组启动，并闭锁汽轮机升速或变负荷。
三、 汽轮机启动中转子的热膨胀影响
3.1产生原因
金属受热后，其长、宽、高各个方向都要膨胀。高温高压汽轮机从冷态启动到带额定负荷运行，金属温度变化很大，因此，汽缸轴向、垂直和水平方向的尺寸都有显著增大。汽轮机启、停和工况变化时，汽缸的膨胀、收缩是否自由，直接决定机组的正常运行。滑销系统的合理布置和应用，就可以保证汽缸在各个方向的自由运动，同时保证汽轮发电机组各部件的相对位置正确，从而保证机组安全运行。

其数值大小可用式计算，即
△Lcy=αcy△tcyLcy
式中△Lcy———转子的轴向热膨胀值，mm；
αcy———转子金属材料的线膨胀系数，1/℃；
△tcy———转子的平均温升，℃；
Lcy———转子的轴向长度，mm。
3.2热膨胀的危害及影响因素
汽轮机在启动停或变工况过程中，由于汽轮机转子与汽缸的热交换条件不同，因此会出现转子和汽缸沿轴向的膨胀不相同，即出现相对膨胀，亦称之为胀差。如果转子轴向膨胀值大于汽缸轴向膨胀值，我们称为正胀差，反之称为负胀差。由于高压汽轮机设计的各级叶轮的出汽侧通流间隙都大于进汽侧的通流间隙，所以一般情况下汽轮机组都允许正胀差大于负胀差。中铝山西分公司热电分厂汽轮机运行规定汽轮机组胀差控制范围为一lmm一+3mm之间。
3.2.1举实例分析
某电厂4号汽轮机组，于1998年3月份就发生了由于胀差失控，造成推力瓦磨损，汽轮机动静叶摩擦抱死，汽轮机转子报废的特大设备事故。事故过程是汽机轴向位移报警系统失灵，在运行中违规解除了轴向位移保安系统，而汽轮机在此情况下又出现了胀差失控现象，当出现胀差报警时，未及时调整负荷和采取恰当措施控制胀差，直到机组出现了剧烈的振动才打闸停机停机后，再盘车就出现盘车不动的现象，机组冷却后，揭前箱检查，工作面推力瓦已严重损坏，揭汽缸检查，发现各级叶轮的出汽侧与隔板进汽侧磨损较大，隔板轮面上粘连熔化钢皮层达1.0—1.5锄，动叶轮出汽侧面有明显磨痕。调节级出汽侧磨损约2锄 ，汽封阻汽片、轴向、径向严重磨损，各级动片轴向出汽侧和径向围带均有不同程度磨损，叶片面有裂缝，第六级叶 片发生了轴向松旷，转子上有六级叶轮的轮毂发生了变形，向前偏5、6cm。经过专家组的联合检查鉴定，某电厂4#汽轮机组动静磨损严重，特别是转子轮毂变形较大，难以校正，整个转子若修复，经费甚高且修复后质量、安全、经济性能难以保证，建议该转子报废，更换新转子。
3.2.2运行中应注意和问题
必须严格控制蒸汽的温升(温降)速度，这是启停机过程中控制胀差值的最有效的方法。 产生胀差的根本原因是汽缸与转子存在温差，蒸汽的温升(温降)速度过快，转子与汽缸的温差 就大，因而造成的胀差也大。因此在启停机过程中，严格控制温升(温降)速度，就可以达到控制胀差的目的。注意轴封供汽温度的影响。由于轴封供汽直接与汽轮机大轴接触它的温度直接影响汽机 转子的膨胀量，因此对胀差也产生很大的影响。在稳定工况运行时，若胀差发生变化，一般是 由于轴封供汽温度变化引起的，要及时调整。注意汽缸法兰，螺栓加热装置的影响，汽轮机在启停过程 中使用法兰和螺栓加热装置，可 以提高或降低汽缸法兰或螺栓的温度有效地减小汽缸内外壁、法兰内外壁、汽缸与法兰、螺栓 的温度差，加快汽缸的膨胀或收缩，起到控制胀差的任用。但是，如果汽缸或法兰加热装置使用不当，如供汽不足或加热的时间过短或过长，对胀差控制产生负面影响。因此，一定要根据不同的情况正确使用法兰、螺栓加热装置，高压汽轮机的胀差控制台对机组的安全运行影响极大。
3.3转子热膨胀的控制过程

图3 热膨胀控制的原理图
西门子DEH的热控制就是将汽机厂的这些要求和手段转换成程序，测取（或模拟计算）受温度剧烈变化影响的汽机主要厚重部件如高中压主汽门阀体、高中压缸体、高中压转子等部件的内外壁温，然后计算出可能的最大应力及热膨胀（用温差进行表征）并与规定限值进行比较，从而构成汽机监视系统的一部分，并根据应力决定汽机启动过程中的升速率以及变负荷时最大的允许负荷变动率。
四、 汽轮机启动中转子的热变形影响
4.1产生原因
启动和停机后由于上、下汽缸存在温差，转子上、下部门也存在温差，在此温差作用下，转子要发生热变形。如果转子中心孔存在液体，在运转过程中也会发生热变形所导致的热弯曲。变工况时，转子金属温度变化可能导致液体的蒸发或凝结，从而使转子产生局部过冷或过热引起的热变形。
4.2危害及影响因素
4.2.1转子由于热变形引起的危害
如果汽缸和转子的挠曲值过大将造成通流部分动静部件的径向间隙减少、动静部件磨损。不仅使汽封径向间隙扩大增大漏汽量使汽轮机运行的经济性降低而图4 转子的热弯曲情况
且动静部件的摩擦还将引起机组振动以及大轴弯曲等事故。当转子弹性弯曲较大时也是汽缸拱起较大时此时动静间隙可能消失如果转子转动其弯曲部位与隔板汽封将产生摩擦使转子弯曲部位温度升高加剧了转子的热弯曲动静摩擦也加剧机组振动增大甚至使转子产生永久弯曲。
4.2.2转子产生热变形的影响因素
弹性弯曲、塑性弯曲、盘车装置作用
4.2.3弹性弯曲
转子处于静止状态时会出现温差产生热变形。当上下汽缸温度趋于平稳温差消失后转子的径向温差和变形也随着消失恢复到原来的状态。这种弯曲是暂时的。
4.2.4塑性弯曲
当转子径向温差过大热应力超过材料屈服极限时将造成转子的永久变形。
4.2.5盘车装置作用
当上下汽缸存在温差时盘动转子使转子均匀冷却或加热以减少转子的热弯曲。
4.3控制转子热变形的方法
转子的最大弯曲部位通常在调节级附近多缸汽轮机的高压转子和背压汽轮机的转子约在中部单缸汽轮机转子则稍偏于转子的前端。通过晃度来间接得到转子的热弯曲值将千分表装在转子的轴颈或轴向位移发讯器圆盘上测取转子晃度。转子的离心力与转速的平方成正比在离心力作用下转子沿径向伸长轴向则缩短，胀差减小。弹性材料的径向应变与轴向应变有一定比例关系当转子径向伸长时转子轴向必然会缩短大容量机组转速高、转子长离心力对胀差的影响应加以考虑。随流量增大、转速上升高压转子的胀差逐渐增大而中低压转子胀差先随转速升高而增加中速之后又随转速增加而减小。

图5 用千分表测定转子的弹性弯曲
转子的最大弯曲值：
Fmax=0.25L/l*fu
fu——用千分表测得转子的晃度值mm
L——两轴承间转子的长度mm
l——千分表与轴承的距离mm。
一般规定汽轮机转子的晃度值不超过0.05mm部分制造厂规定晃度表指示不得大于原始值0.02mm。
4.4测量转子的弯曲度
为测量轴最大弯曲部位和弯曲度，必须沿轴的同一纵断面设6~8只千分表，测量时将转子全圆周八等分，顺序编号，其1点位置与飞锤方向相同。各千分表测量杆垂直于轴的表面，测量前各千分表读数调整在同一数值，测量各千分表的距离a、b…… 盘动转子一周记录各测点读数，共测两遍。外圈数字为位置Ⅲ处千分表的读数记录，然后将相对180的两个读数相减并除以2，再将计算结果按适当比例画一个箭头，箭头指向数值大的一侧，如此8各测点画出四个箭头，即为轴在该断面处严四个方向的弯曲值。按此方法处理其余各千分表读数。 然后以轴中心线为横坐标，把在同一纵断面的弯曲值画在纵坐标上，连接各点，就可得出一条曲线，为简便起见，近似的画两条直线，交于M点；M点的纵坐标即为轴的最大弯曲度。表示转子在2-6方向的纵断面弯曲曲线；同样根据测量记录可以画出1-5、3-7、4-8方向的曲线。在四条曲线中取最大的一个弯曲值即为转子的弯曲度。不但可以看出弯曲度的大小，而且还能得出弯曲度最大的位置和方向。

图6 测量转子的弯曲度
五、汽轮机启动时转子三热的监测
汽轮机转子“三热”是决定汽轮机升速率和升负荷率的重要因素，因此超临界压力机组的自动控制系统，必须配备完善的汽轮机热力测量、计算系统，将其全部信息输入到DCS中，供值班运行人员监控。
5.1冷态启动时的监控参数
为了保证汽轮冷态机启动的顺利进行，防止加热不均匀使金属部件产生过大的热应力、热变形、以及由此而引起的动静部分摩擦，应按制造厂规定控制好各项指标。
热应力和热变形是因为不均匀地加热金属部件而引起的。加热不均匀的程度决定了热应力和热变形的大小。要了解加热不均匀的程度变化必须借助传热学的知识，确定加热过程中受热物件内部温度场的分布。因为热应力和热变形与温度场的分布有严格的对应关系。根据表的数据，应控制以下指标。
5.1.1蒸汽的温升速度
冷态滑参数启动的过程中，限制加负荷的主要因素是胀差正值的增大，而影响胀差的主要因素就是蒸汽的升温速度。蒸汽升温速度越快，不仅转子内的温差大，而且转子与汽缸的温差也越大，其相对胀差也就越大。因此一般限制主蒸汽温升率和再热蒸汽的升温速度在规定范围内。根据数据计算可得，冷态低速启动时主蒸汽温升率为12.67℃/min，高速冷态启动时主蒸汽温升率为6.33℃/min，初始负荷下的冷态启动主蒸汽温升率为5.85℃/min。

图七 冷态启动时的温度曲线
5.1.2金属的温升变化
汽轮机启动时，金属中应力的大小是由其内、外壁温差决定的，而且温差又与金属的升温速度有关，因此控制金属升温率是控制热应力的最基本手段。对于具体的机组各部件的几何尺寸是固定的，温升率越高则其内外壁温差越大。因此制造厂家在规程中规定的各种允许温差都是以允许应力为基础的；允许温差又与金属的升温速度有一定的关系。所以控制金属的升温速度不仅可以调整转子和汽缸的相对胀差，而且可以控制零部件中的启动热应力。
5.1.3上、下汽缸温差
上、下汽缸温差的大小影响汽缸的上拱形变（弯曲）及转子的热弯曲值。因此上、下缸温差控制在规定值范围内。根据表二数据，空负荷运行时，1000MW超超临界汽轮机各缸壁温上限在55℃、下限在-55℃时会跳机，上限在30℃、下限在-30℃时会报警。带负荷时1000MW超超临界汽轮机各缸壁温上限在45℃、下限在-45℃时会延迟2min,此时会发生跳机现象，上限在30、下限在-30时会报警。
5.2热态启动时的监控参数
5.2.1蒸汽参数
热态启动前，机组金属部件已有较高的温度只有选择较高的冲转参数，才能使蒸汽温度与金属相匹配即他们的温差应符合汽轮机的热应力、热变形和胀差的要求。一般宜采用正温差启动（即蒸汽温度高于金属温度）。
如调节级段的汽缸和转子表面温度在450℃以上，则采用正温差启动有困难，为了满足电力负荷的要求，只好采用负温差启动（即蒸汽温度低于金属温度）。负温差启动过程中，转子和汽缸先受到蒸汽冷却，而后又随蒸汽参数的升高而被加热，转子和汽缸受一次交变热应力循环，增加了寿命损耗。若汽温过低冲转，则在转子表面和汽缸内壁引起过大的热应力，严重时产生裂纹和过大变形，导致动静间隙变化发生摩擦故障。在负温差启动过程中，要严密监视蒸汽的温度值，并尽快提高汽轮机的进气温度，严密监视机组胀差、振动等，尽快升速、并网及带负荷。如果压缩热应力超过材料的屈服极限,局部地方会产生塑性变形。在初始负荷（5%～10%额定负荷，又称基本负荷）以前，由于塑性变形不能恢复，在转子表面会出现残余拉应力，但在高温条件下，由于材料松弛致使残余应力随着时间的增加而逐渐减小。
5.2.2转子与蒸汽的温差
在转子存在弹性热弯曲时启动汽轮机，转子重心与旋转中心偏离，高速旋转将产生更大的离心力，使转子弯曲增大并出现动静部分之间的径向摩擦和轴向摩擦，摩擦部位温度急剧升高，又促使转子进一步弯曲，而弯曲增大又引起摩擦加剧，这种恶性循环有可能导致汽轮机大轴永久性弯曲。在热态冲转前消除转子的弯曲是机组热态启动的关键条件。热态启动过程中，汽轮机迅速进行冲转、升速、并网、升负荷至初负荷点，不能期待在机组冲转后再来矫正转子热弯曲。大型机组汽轮机转子轴径大，轴系长，即使启动前大轴弯曲合格，也不等于大轴横截面上温度分布均匀。因此，要求热态冲转前要进行连续盘车，以消除转子暂时性热弯曲。若启动前转子挠度超过规定值，则应延长盘车时间。连续盘车期间应避免盘车中断，如有中断，则应按规定延长盘车时间。盘车时要仔细听声音，检查轴封处有无金属摩擦声，如有摩擦，应采取措施消除后再启动。
5.2.3控制方法
600MW机组这样的汽轮机转子，在蒸汽温度不变的情况下，转子表面温度和转子内部温度趋于基本均匀所需要的时间约为4～5h。由此可见，汽轮机在冷态启动时，事先送汽预热的时间应当不少于4～5h。此外，蒸汽与转子的温差以不大于100℃为宜，蒸汽的升温以不大于2.5℃/min为宜。如果蒸汽与转子的温差达到150℃，那么，即使平滑的转子表面，其热应力将大到材料屈服极限的数值；如果是这样，转子表面很快就会产生疲劳裂纹。由此可见，为了限制热应力，就必须限制蒸汽与转子的温差。此外，由于构成转子的材料相当厚大，各部分材料之间的热传导需要相当大的时间。于是，限制蒸汽的升温速度是限制热应力的另一个重要手段。这两个手段在汽轮机启动时非常重要。这是因为在高速旋转的情况下，转子表面与蒸汽之间的热交换相当强烈，转子表面将很快被蒸汽所加热；而转子内部材料的热传导却十分缓慢，升温也就十分缓慢；此时，如果蒸汽很快升温，那么转子表面也很快升温，其结构是很快加大转子本身的温差，造成极大的热应力。
六、 总结
经过两周的汽轮机课程设计，我又进一步认识到汽轮机启动时转子受热应力、热膨胀、热变形、与汽缸之间的胀差等因素限制，研究分析不同情况下启动时转子的三热，就是为了发现机组产生三热的根本原因和变化规律及危害，并采取监控重要参数和相应DEH数字电液调节系统使转子三热维持在正常范围，减少机组启动过程中的消耗，增加机组动性，这对保证汽轮机安全经济运行有重要的意义。
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