项目9 任务9.5蒸汽参数变化对汽轮机工作的影响

授课教师：孙为民项目9电厂汽轮机的运行与维护任务9.5蒸汽参数变化对汽轮机工作的影响CONTENTS目录第一部分PART

ONE新蒸汽、再热蒸汽压力变化的影响第二部分PART

TWO新蒸汽、再热蒸汽温度变化的影响第三部分PART

THREE背压（真空）变化的影响新蒸汽、再热蒸汽压力变化的影响第一部分新蒸汽、再热蒸汽压力变化的影响4新蒸汽、再热蒸汽压力变化的影响（新蒸汽温度、再热蒸汽温度、排汽压力不变）主蒸汽管道再热蒸汽管道电动主汽阀高中压自动主汽阀进汽导管汽缸当新蒸汽、再热蒸汽压力升高时，……承压部件的内应力都会增大（一）新蒸汽、再热蒸汽压力升高压力升高过多，这些部件将会由于过压而导致损坏如果高中压调节阀新蒸汽、再热蒸汽压力变化的影响5汽轮机的流量会增大，如果不进行调节，汽轮机的理想焓降会增加，如图所示，汽轮机将超负荷运行。汽轮机的流量增加时，各中间级尤其是末几级叶片的受力增大，汽轮机的轴向推力也会增加。……在新蒸汽、再热蒸汽压力升高时由汽轮机的变工况特性可知：（1）（2）新蒸汽、再热蒸汽压力变化的影响6在初压升高后，汽轮机的末级排汽湿度会增加，也就是说末几级叶片受到的冲蚀作用也将加剧。同时，由图可以看出显然，汽轮机不能安全工作。新蒸汽、再热蒸汽压力变化的影响7对于采用节流调节方式的汽轮机，当新蒸汽、再热蒸汽压力升高后，只要将调节阀关小到使汽轮机的实际进口压力恢复到设计值，就能使汽轮机带额定负荷运行。此时，汽轮机的流量等于设计值，热力过程也与设计工况时的相同，所以就能确保汽轮机内部的安全运行。对于采用喷嘴调节方式的汽轮机，当新蒸汽、再热蒸汽压力升高后，将调节阀关小，维持额定负荷运行时，变工况后的流量为（不考虑效率变化）：新蒸汽、再热蒸汽压力变化的影响8显然，流量会减小。由汽轮机的变工况特性可知：各中间级和末几级的叶片受力都会下降，汽轮机的轴向推力也会减小。但对于全开调节阀控制的喷嘴组，喷嘴前压力增大，而级后压力又减小，所以叶片的受力会增加。尤其是汽轮机正好工作在第一调节阀全开而第二调节阀未开的危险工况时，调节级叶片有可能损坏。为了解决该问题，常采用增大阀门重叠度的方法。▼

新蒸汽、再热蒸汽压力变化的影响9在新蒸汽、再热蒸汽压力升高的情况下，尽管可以采取措施，确保汽轮机内部工作的安全，但主蒸汽管道、再热蒸汽管道、阀门等部件的内部应力无法减小，所以各机组的运行规程均对初压的高限做出了规定。如我国姚孟电厂的法国阿尔斯通公司生产的亚临界320MW汽轮机规定的高限为新蒸汽压力的1.05倍。12新蒸汽、再热蒸汽压力变化的影响10（二）新蒸汽、再热蒸汽压力降低汽轮机的末级排汽湿度会下降，也就是说末几级叶片受到的冲蚀作用也将减弱。显然，汽轮机能够安全工作。在新蒸汽、再热蒸汽压力降低时，汽轮机的流量会减小，如果不进行调节，汽轮机的理想焓降会下降，汽轮机出力将下降。同时，在初压降低后，由汽轮机的变工况特性可知：汽轮机的流量减小时，各中间级尤其是末几级叶片的受力减小，汽轮机的轴向推力也会下降。新蒸汽、再热蒸汽压力变化的影响11（二）新蒸汽、再热蒸汽压力降低如果压力降低后，要维持汽轮机额定负荷运行，就需开大调节阀，将汽轮机的流量增大到超过设计值。此时，汽轮机中间各级尤其是末几级叶片的受力、轴向推力将超过设计值，不能确保安全运行。新蒸汽、再热蒸汽温度变化的影响第二部分新蒸汽、再热蒸汽温度变化的影响13新蒸汽、再热蒸汽温度变化的影响（新蒸汽压力、再热蒸汽压力、排汽压力不变）使钢材蠕变，发生塑性变形，从而发生螺栓变长、法兰内开口、预紧力变小等问题。既影响安全，又影响机组寿命，故各机组对超温都有非常严格的规定。①新蒸汽②再热蒸汽温度升高将使锅炉过热器管③再热器管④电动主汽阀⑦导管⑧蒸汽室⑤自动主汽阀⑥调节汽阀高压轴封11……12前几级喷嘴9动叶10（一）新蒸汽、再热蒸汽温度升高新蒸汽、再热蒸汽温度变化的影响14在任何12个月的运行期间内，汽轮机调节阀进汽连接管处的蒸汽温度平均值，不得大于额定温度值。如国产300MW凝汽式汽轮机规定：超过额定温度13.89℃的运行时间不得大于400h，超过额定温度27.78℃的摆动持续时间不得超过15min；这样的事故间隔时间不得少于4h。由于不正常运行，停机方式15新蒸汽温度、再热蒸汽温度降低时，汽轮机的流量不受影响。但从汽轮机的热力过程线上可以看出，汽轮机的理想焓降会下降，所以不做处理的话，汽轮机的出力也会受到限制。此时，虽然汽轮机各级叶片的受力不会增加，但由于末级排汽湿度增加，使得末几级叶片受到的冲蚀增强，并不能保证汽轮机的安全运行。如果温度下降幅度过大，甚至会使汽轮机发生严重的水冲击事故。（1）（2）（3）（二）新蒸汽、再热蒸汽压力降低新蒸汽、再热蒸汽温度变化的影响16在温度下降后暂时无法提高的情况下需要指出的是为了确保汽轮机的安全运行，必要时可以同时降低初压，以减小排汽湿度。这样做是以出力更低为代价的。如果温度急剧下降到发生了水冲击事故，就应按规程规定的处理方法操作。背压（真空）变化的影响第三部分背压（真空）变化的影响18背压（真空）变化的影响（新蒸汽压力温度、再热蒸汽压力温度不变）在实际运行中常会发生的是背压升高（真空下降）的情况在背压升高时，汽轮机各中间级的工作几乎不受影响，其影响主要表现在以下几个方面：▼对于转子轴承座与低压缸联成一体的机组来说，排汽缸的热膨胀将使轴承座抬起，转子中心升高，汽缸中心与转子中心不再一致，会发生振动（2）（1）机组的转速和功率；转子的轴向位移和相对账差；转子的振动和偏心度；高中压缸及其进汽阀门的金属温度；旁路管道金属温度；汽缸的内、外壁和法兰内、外壁温差；上下缸温差；各支持轴承和推力轴承的金属温度。背压（真空）变化的影响19将使末几级容积流量减少，严重时会使末几级处于小容积流量工况，使排汽温度更高，形成恶性循环。（4）（3）