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、主蒸汽流量等參數都等于設計參數時，這種運行工況稱為設計工況，此時的效率最

汽溫、汽壓異常對設備的危害在汽輪機運行中，初終汽壓、汽溫、主蒸汽流量等參數都等于設計參數時，這種運行工況稱為設計工況，此時的效率最高，所以又稱為經濟工況。運行中如果各種參數都等于額定值，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都取額定工況，為此機組的設計工況和額定工況成為同一個工況。在實際運行中，很難使參數嚴格地保持設計值，這種與設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、流量和凝結器真空的變化，將引起各級的壓力、溫度、焓降、效率、反動度及軸向推力等發生變化。這不僅影響汽輪機運行的經濟性，還將影響汽輪機的安全性。所以在日常運行中，應該認真監督汽輪機初、終參數的變化。

1、主蒸汽壓力升高

當主蒸汽溫度和凝結器真空不變，而主蒸汽壓力升高時，蒸汽在汽輪機內的焓降增大，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，這對運行的經濟性有利。但如果主蒸汽壓力升高超出規定范圍時，將會直接威脅機組的安全運行。因此在機組運行規程中有明確規定，不允許在主蒸汽壓力超過極限數值時運行。

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，需減小調速汽閥的總開度，但這只能通過關小全開的調速汽閥來實現。在關小到第一調速汽閥全開，而第二調速汽閥將要開啟時，蒸汽在調節級的焓降最大，會引起調節級動葉片過負荷，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、自動主汽閥及調速汽閥室、汽缸、法蘭、螺栓等部件的內應力都將增加，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運行。若主蒸汽壓力超過規定值，應及時聯系鍋爐值班員，使它盡快恢復到正常范圍；當鍋爐調整無效時，應利用電動主閘閥節流降壓。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器真空不變，主蒸汽壓力降低時，蒸汽在汽輪機內的焓降要減少，蒸汽比容將增大。此時，即使調速汽閥總開度不變，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，運行經濟性降低；這時調節級焓降仍接近于設計值，而其它各級焓降均低于設計值，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，主蒸汽在汽輪機內的總焓降、汽輪機相對的內效率和熱力系統的循環熱效率都有所提高，熱耗降低，使運行經濟效益提高，但是主蒸汽溫度升高超過允許值時，對設備的安全十分有害。

主蒸汽溫度升高的危害：

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

（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、調速汽閥、汽缸和調節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生松弛，將導致設備損壞或使用壽命縮短。若溫度的變化幅度大、次數頻繁，這些高溫部件會因交變熱應力而疲勞損傷，產生裂紋損壞。這些現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，則機組可能發生振動。在機組的運行規程中，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，都應作出嚴格的規定。一般的處理原則是：當主蒸汽溫度超過規定范圍時，應聯系鍋爐值班員盡快調整、降溫，汽輪機值班員應加強全面監視檢查，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真空不變，主蒸汽溫度降低時，主蒸汽在汽輪機內的總焓降減少，若要維持額定負荷，必須開大調速汽閥的開度，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。

（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、調節級、汽缸等高溫部件的內壁溫度會急劇下降而產生很大的熱應力和熱變形，嚴重時可能使金屬部件產生裂紋或使汽輪機內動、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下降時，為確保機組安全，應立即打閘停機。