干貨 | 超溫超壓對汽輪機的危害

2018-01-15 14:03:16 熱電論壇　點擊量：評論 (0)

汽溫、汽壓異常對設(shè)備的危害在汽輪機運行中，初終汽壓、汽溫、主蒸汽流量等參數(shù)都等于設(shè)計參數(shù)時，這種運行工況稱為設(shè)計工況，此時的效率最

汽溫、汽壓異常對設(shè)備的危害在汽輪機運行中，初終汽壓、汽溫、主蒸汽流量等參數(shù)都等于設(shè)計參數(shù)時，這種運行工況稱為設(shè)計工況，此時的效率最高，所以又稱為經(jīng)濟工況。運行中如果各種參數(shù)都等于額定值，則這種工況稱為額定工況。

目前大型汽輪機組的熱力計算工況多數(shù)都取額定工況，為此機組的設(shè)計工況和額定工況成為同一個工況。在實際運行中，很難使參數(shù)嚴格地保持設(shè)計值，這種與設(shè)計工況不符合的運行工況，稱為汽輪機的變工況。這時進入汽輪機的蒸汽參數(shù)、流量和凝結(jié)器真空的變化，將引起各級的壓力、溫度、焓降、效率、反動度及軸向推力等發(fā)生變化。這不僅影響汽輪機運行的經(jīng)濟性，還將影響汽輪機的安全性。所以在日常運行中，應該認真監(jiān)督汽輪機初、終參數(shù)的變化。

1、主蒸汽壓力升高

當主蒸汽溫度和凝結(jié)器真空不變，而主蒸汽壓力升高時，蒸汽在汽輪機內(nèi)的焓降增大，末級排汽濕度增加。主蒸汽壓力升高時，即使機組調(diào)速汽閥的總開度不變，主蒸汽流量也將增加，機組負荷則增大，這對運行的經(jīng)濟性有利。但如果主蒸汽壓力升高超出規(guī)定范圍時，將會直接威脅機組的安全運行。因此在機組運行規(guī)程中有明確規(guī)定，不允許在主蒸汽壓力超過極限數(shù)值時運行。

主蒸汽壓力過高有如下危害：

（1）主蒸汽壓力升高時，要維持負荷不變，需減小調(diào)速汽閥的總開度，但這只能通過關(guān)小全開的調(diào)速汽閥來實現(xiàn)。在關(guān)小到第一調(diào)速汽閥全開，而第二調(diào)速汽閥將要開啟時，蒸汽在調(diào)節(jié)級的焓降最大，會引起調(diào)節(jié)級動葉片過負荷，甚至可能被損傷。

（2）末級葉片可能過負荷。主蒸汽壓力升高后，由于蒸汽比容減小，即使調(diào)速汽閥開度不變，主蒸汽流量也要增加，再加上蒸汽的總焓降增大，將使末級葉片過負荷，所以，這時要注意控制機組負荷。

（3）主蒸汽溫度不變，只是主蒸汽壓力升高，將使末幾級的蒸汽濕度變大，機組末幾級的動葉片被水滴沖刷加重。

（4）承壓部件和緊固部件的內(nèi)應力會加大。主蒸汽壓力升高后，主蒸汽管道、自動主汽閥及調(diào)速汽閥室、汽缸、法蘭、螺栓等部件的內(nèi)應力都將增加，這會縮短其使用壽命，甚至造成這些部件受到損傷。由于主蒸汽壓力升高時會帶來許多危害，所以當主蒸汽壓力超過允許的變化范圍時，不允許在此壓力下繼續(xù)運行。若主蒸汽壓力超過規(guī)定值，應及時聯(lián)系鍋爐值班員，使它盡快恢復到正常范圍；當鍋爐調(diào)整無效時，應利用電動主閘閥節(jié)流降壓。如果采用上述降壓措施后仍無效，主蒸汽壓力仍繼續(xù)升高，應立即打閘停機。

2、主蒸汽壓力下降

當主蒸汽溫度和凝結(jié)器真空不變，主蒸汽壓力降低時，蒸汽在汽輪機內(nèi)的焓降要減少，蒸汽比容將增大。此時，即使調(diào)速汽閥總開度不變，主蒸汽流量也要減少，機組負荷降低；若汽壓降低過多時，機組帶不到滿負荷，運行經(jīng)濟性降低；這時調(diào)節(jié)級焓降仍接近于設(shè)計值，而其它各級焓降均低于設(shè)計值，所以對機組運行的安全性沒有不利影響。如果主蒸汽壓力降低后，機組仍要維持額定負荷不變，就要開大調(diào)速汽閥增加主蒸汽流量，這將會使汽輪機末幾級特別是最末級葉片過負荷，影響機組安全運行。當主蒸汽壓力下低超過允許值時，應盡快聯(lián)系鍋爐值班員恢復汽壓；當汽壓降低至最低限度時，應采用降低負荷和減少進汽量的方法來恢復汽壓至正常，但要考慮滿足抽汽供熱汽壓和除氧器用汽壓力，不要使機組負荷降得過低。

3、主蒸汽溫度升高

在實際運行中，主蒸汽溫度變化的可能性較大，主蒸汽溫度變化對機組安全性、經(jīng)濟性的影響比主蒸汽壓力變化時的影響更為嚴重，所以，對主蒸汽溫度的監(jiān)督要特別重視。對于高溫高壓機組，通常只允許主蒸汽溫度比額定溫度高5℃左右。當主蒸汽溫度升高時，主蒸汽在汽輪機內(nèi)的總焓降、汽輪機相對的內(nèi)效率和熱力系統(tǒng)的循環(huán)熱效率都有所提高，熱耗降低，使運行經(jīng)濟效益提高，但是主蒸汽溫度升高超過允許值時，對設(shè)備的安全十分有害。

主蒸汽溫度升高的危害：

（1）調(diào)節(jié)級葉片可能過負荷。主蒸汽溫度升高時，首先調(diào)節(jié)級的焓降增加；在負荷不變的情況下，尤其當高速汽閥中，僅有第一調(diào)速汽閥全開，其它調(diào)速汽閥關(guān)閉的狀態(tài)下，調(diào)節(jié)級葉片將發(fā)生過負荷。

（2）金屬材料的機械強度降低，蠕變速度加快。主蒸汽溫度過高時，主蒸汽管道、自動主汽閥、調(diào)速汽閥、汽缸和調(diào)節(jié)級進汽室等高溫金屬部件的機械強度將會降低，蠕變速度加快。汽缸、汽閥、高壓軸封堅固件等易發(fā)生松弛，將導致設(shè)備損壞或使用壽命縮短。若溫度的變化幅度大、次數(shù)頻繁，這些高溫部件會因交變熱應力而疲勞損傷，產(chǎn)生裂紋損壞。這些現(xiàn)象隨著高溫下工作時間的增長，損壞速度加快。

（3）機組可能發(fā)生振動。汽溫過高，會引起各受熱金屬部件的熱變形和熱膨脹加大，若膨脹受阻，則機組可能發(fā)生振動。在機組的運行規(guī)程中，對主蒸汽溫度的極限及在某一超溫條件下允許工作的小時數(shù)，都應作出嚴格的規(guī)定。一般的處理原則是：當主蒸汽溫度超過規(guī)定范圍時，應聯(lián)系鍋爐值班員盡快調(diào)整、降溫，汽輪機值班員應加強全面監(jiān)視檢查，若汽溫尚在汽缸材料允許的最高使用溫度以下時，允許短時間運行，超過規(guī)定運行時間后，應打閘停機；若汽溫超過汽缸材料允許的最高使用溫度，應立即打閘停機。

4、主蒸汽溫度降低

當主蒸汽壓力和凝結(jié)真空不變，主蒸汽溫度降低時，主蒸汽在汽輪機內(nèi)的總焓降減少，若要維持額定負荷，必須開大調(diào)速汽閥的開度，增加主蒸汽的進汽量。一般機組主蒸汽溫度每降低10℃，汽耗量要增加1.3%~1.5%。主蒸汽溫度降低時，不但影響機組的經(jīng)濟性，也威脅著機組的運行安全。

主蒸汽溫度降低危害：

（1）末級葉片可能過負荷。因為主蒸汽溫度降低后，為維持額定負荷不變，則主蒸汽流量要增加，末級焓降增大，末級葉片可能過負荷狀態(tài)。

（2）末幾級葉片的蒸汽濕度增大。主蒸汽壓力不變，溫度降低時，末幾級葉片的蒸汽濕度將要增加，這樣除了會增大末幾級動葉的濕汽損失外，同時還將加劇開幾級動葉的水滴沖蝕，縮短葉片的使用壽命。

（3）各級反動度增加。由于主蒸汽溫度降低，則各級反動度增加，轉(zhuǎn)子的軸向推力明顯增大，推力瓦塊溫度升高，機組運行的安全可靠性降低。

（4）高溫部件將產(chǎn)生很大的熱應力和熱變形。若主蒸汽溫度快速下降較多時，自動主汽閥外殼、調(diào)節(jié)級、汽缸等高溫部件的內(nèi)壁溫度會急劇下降而產(chǎn)生很大的熱應力和熱變形，嚴重時可能使金屬部件產(chǎn)生裂紋或使汽輪機內(nèi)動、靜部分造成磨損事故；當主蒸汽溫度降至極限值時，應打閘停機。

（5）有水擊的可能。當主蒸汽溫度急劇下降50℃以上時，往往是發(fā)生水沖擊事故的先兆，汽輪機值班員必須密切注意，當主蒸汽溫度還繼續(xù)下降時，為確保機組安全，應立即打閘停機。