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主汽参数变化对汽轮机的影响分析

浏览次数: 日期:2019-05-13


     在热力发电厂,保障机组在设计或规程规定的蒸汽参数下运行是必须的,许多电厂要求主汽参数压红线运行,这对于机组的安全和经济运行是有益的,那么主汽参数变化对汽轮机组是如何影响的?下面进行分析:


一、主蒸汽压力变化的影响


    1、主蒸汽压力升高


    在主蒸汽温度和排汽压力一定的情况下,主蒸汽压力升高时,使汽轮机实际焓降增加,机组功率增大,对经济运行是有利的。但当主汽压力升高超出规定范围时,对机组的影响如下:


   (1)主蒸汽压力升高时机组负荷增大,要维持负荷不变,需减小调节汽阀的总开度,蒸汽在调节级的通流面积减小,前后的压差增大,焓降增大,因为部分进汽,这对调节级叶片的工作不利,会引起调节级动叶片过负荷。 

   (2)末级叶片可能过负荷。主蒸汽压力升高后,由于蒸汽比容减小,即使调节汽阀开度不变,主蒸汽流量也要增加,再加上蒸汽的总焓降增大,将使末几级的蒸汽湿度变大,末几级的动叶片被水滴冲蚀加重,也将使末级叶片过负荷。


   (3)承压部件和紧固部件的内应力会加大。主蒸汽压力升高后,主蒸汽管道、自动主汽阀及调速汽阀室、汽缸、法兰、螺栓等部件的内应力都将增加,这会缩短其使用寿命,甚至造成这些部件受到损伤。  

          
    2、主蒸汽压力下降


    在主蒸汽温度和排汽压力一定的情况下:


   (1)主蒸汽压力降低时,则汽轮机实际焓降下降,主汽流量减少,机组功率降低,排汽湿度减少,汽耗率增加,从而经济性降低。


   (2)若维持额定负荷不变,就要开大调速汽阀增加主蒸汽流量,汽耗率增加,经济性降低。这将会使汽轮机末几级特别是最末级叶片过负荷,影响机组安全运行;当汽压降低过低时,轴向推力增大,必须减负荷运行,采取措施,使压力恢复。


二、主蒸汽温度变化的影响


    1、主蒸汽温度升高


    主汽压力一定,当主蒸汽温度升高时,主蒸汽在汽轮机内的实际焓降、汽轮机相对内效率、汽轮机循环热效率都有所提高,机组功率提高,汽耗、热耗降低,使运行经济效益提高,但是当主蒸汽温度升高超过允许值时,对机组的危害如下:

   (1)主蒸汽温度升高时,首先调节级的焓降增加,调节级叶片将发生过负荷。


   (2)金属材料的机械强度降低,蠕变速度加快。汽缸、汽阀、高压轴封坚固件等易发生松弛,将导致设备损坏或使用寿命缩短;若温度的变化幅度大、次数频繁,这些高温部件会因交变热应力而疲劳损伤,产生裂纹损坏。

   (3)主蒸汽温度过高,会引起各受热金属部件的热变形和热膨胀加大,若膨胀受阻,则容易引起机组振动。

 
    主汽温度过高对机组危害极大,应及时采取措施。


    2、主蒸汽温度降低


    主汽压力一定时,当主蒸汽温度降低时,主蒸汽在汽轮机内的总焓降减少,汽轮机相对内效率、汽轮机循环热效率降低,汽耗升高,热耗升高,经济性降低,并不利汽轮机组安全。主蒸汽温度过低时对机组的危害如下:


   (1)末级叶片可能过负荷。因为主蒸汽温度降低后,为维持额定负荷不变,则主蒸汽流量要增加,末级叶片焓降增大,末级叶片可能过负荷。

 
   (2)末几级叶片的蒸汽湿度增大。主蒸汽压力不变,温度降低时,末几级叶片的蒸汽湿度将要增加,这样除了会增大末几级动叶的湿汽损失外,同时还将加剧末几级动叶的冲蚀,缩短叶片的使用寿命。


   (3)各级反动度增加。由于主蒸汽温度降低,则各级反动度增加,转子的轴向推力明显增大,推力瓦块温度升高,机组运行的安全可靠性降低。


   (4)高温部件将产生很大的热应力和热变形。若主蒸汽温度快速下降时,自动主汽阀外壳、调节级、汽缸等高温部件的内壁温度会急剧下降而产生很大的热应力,会产生热变形,引起汽轮机振动并可能使金属部件产生裂纹造成事故。


   (5)有水击的可能。当主蒸汽温度急剧下降50℃以上时,往往是发生水冲击事故的先兆,为确保机组安全,应立即打闸停机。