汽轮机负荷影响因素分析

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科 技 论 坛
汽轮机负荷 影响 因素分析
赵 春 生 ຫໍສະໝຸດ （ 江苏海事职业技 术学院， 江苏 南京 ２ ｔ ｌ １ ７ ０ ） 摘 要： 在现代发 电厂设备 中， 汽轮机一般 与发 电机连接在一起 ， 组成汽轮发 电机组。而汽轮机 负荷是指汽轮机轴端输 出功率。随着 汽轮机机组不断增大 ， 特 别是机组运行容量的增 大， 必然会产 生许 多影响汽轮机 负荷 的因素， 对此进行 了详 细的论述。 关键词 ： 汽轮机 ； 负荷影响 ； 分析 汽轮机是把蒸汽 的热能转 化为动 叶片的机械能的热机。 在现代 发电厂设备 中 ， 汽轮机一般 与发电机连接在一起 ， 组成 汽轮发 电机 组 。而汽轮机负荷是指 汽轮机轴端输 出功率。随着汽轮机机组 不断 增大 ， 特别是机组运行 容量 的增大 ， 必然会产生许 多影响汽轮机 负 荷的因素。因此 ， 研究汽轮机 负荷 影响因素已成为当代 汽轮机安全 稳定运行的主要 问题之一 。 １ 汽 轮 机 概 况 本文 Ｎ ６ — ３ ． ８凝汽式 汽轮机组 ， 其 型式 为 中压 、 单缸 、 冲动 式汽 轮机。其主要技术规 范如表 １ 所示 。
表 １ 汽 轮 机 主 要 技术 规 范 表
牟号
ｌ
名称
功率
２
主汽温度
３
４
主汽压 力
排气 温 度 空 负荷
带负荷 ５
６
总 进气量
转速
１ ． １ 汽轮机本体结构 。 该本体结构主要包括汽轮机转子 、 配气机
７
临 界转速
８ 工 作转速 下最大振 动值 构、 测速机构 以及与发 电机相连接的一副刚性联轴器等 。该汽轮机 转子是 由一级复数级和十级压力级组成的。 该压力 级叶片为新型直 叶片。 在一级复数级以后采用一级抽气供给蒸汽预热器 或其他生活 湿度 。排气参数 一般直接反应汽轮机的负荷 与真空 。 用气 ， 二级抽气至 除氧器 ， 三级抽气供 给低压 加热 器。 由于一 、 二级 ２ ． ２ ． １ 排气温度。排气温度大 ， 表明蒸汽在汽轮机 中焓降少或者 抽气压力较大 ， 所 以在一 、 二级抽气 管道 上设 置液 压止 回阀 ， 以避免 做功低。排气温度过大 ， 会增 大机组 涨差 ， 进一步造成 排汽缸变形 ， 蒸 汽倒流影响汽轮机运行安全 。 而最后一道抽气 ， 压力较小 ， 所 以采 严重时 ， 会影 响曲轴 ， 使机组发生振动 。 涨差大主要是因为鼓 风磨擦 用普通止 回阀。 产生 的热量没有带走 ， 从而加大循环水量 ， 使 机组 转换 效率下降 ， 影 １ ． ２汽机 Ｅ Ｔ Ｓ保护系统 。该 汽轮机保护系统包 括机械液压 和电 响末级叶片的使 用寿命 。 排气温度小 ， 表明汽轮机排气阻止低 ， 真 空 接点保 护系统 。 机械液压保 护是指利用机械 一液压转换器的保护装 高 。 排气温度过低 ， 将消耗循环水泵厂 电量 ， 同时还会加快汽轮机末 置 ，一般 有飞 锤式 断 、手动 危急 遮断 器等 。 当汽轮机 转 速达 到 级 叶片的冲蚀 。 末级叶片弯 曲应力过大。 轴承座下沉对振动 ， 中心线 ３ ２ ７ ０ — ３ ３ ３ ０ ｒ ／ ａｉ ｒ ｎ时 ， 机械液压保护装置动作 ， 关 闭 自动 主汽门 ， 抽气 偏移 ， 轴向推力加大 。 ２ ． ２ ． ２排气压力 。 排气 压力低 ， 表明汽轮机阻值 逆止门等。 而电接点保护是指利用电磁铁组件组成 的磁力遮断器保 小 ， 可 以有效提高循环效率 。排气 压力过低 ， 会使机组 热经济性 下 护装置 ， 一般是利用电磁铁来 电 、 失 电来控制油 门活塞动作 ， 将 自动 降。 随着排气压力的降低 ， 排气 比体积增大 ， 在余速损失为一定条件 主 汽 门 关 闭等 。 下， 就得用更 长的末级 叶片或多个排气 口。 排汽压力越低 ， 蒸汽中的 ２汽轮机负荷影响因素分 析 热能转变为机械能就愈多 ， 被循环水带走 的热量愈少 ， 一般而言 ， 凝 汽轮机负荷影 响因素有很多 ， 如调速 系统 、 汽轮机 叶片 、 制造材 汽器 压力 每降低 １ Ｋ ｐ ａ ， 会使汽轮机负荷大约增加额定 负荷 的 ２ ％左 料等。主要 集中分析 主蒸 汽参数和排气参数对 汽轮机负荷 的影响。 右。 排 汽压力升高 ， 表明汽轮机阻值大 ， 循环水蒸汽 中的热能被循环 ２ ． １主蒸 汽 参 数 水带走 的热量就越多 ， 热能损失越多 ， 则同样的蒸汽流量 ， 同样的初 ２ ． １ ． １ 主蒸汽温度。 主蒸汽温度是指进入汽轮机喷管的温度 。 该 参数 ， 负荷就不能带到额定值 ， 即汽轮机功率低 ， 汽轮机动叶与静叶 汽轮机 主蒸汽额定 参数为 ３ ９ ５ ￣ Ｃ， 为保证 机组正常运 行 ， 只在 正常 磨损增大 。 同时 ， 由于排气压力 的增高 ， 空气冷却器将过冷 ， 易结冰 。 温度 内计算。 当进气压 力不 变 ， 汽轮机进气温度增加时 ， 查表发现只 ２ ． ２ ． ３排气湿度 。排气湿度对 汽轮机 的影响主要体现在末 级叶片上 ， 有过热蒸汽 Ｈ、 Ｓ 增加 ， 其余 参数 不变 。由此可得 ， 温度升高时 ， 汽轮 排气湿度增加 ， 汽轮机 叶片会 出现水 冲蚀现 象 ， 机 组振动增 大等现 机的焓降增加 ， 气耗量减少 ， 机组效率增加 。当进气压力不 变 ， 汽轮 象。叶片冲蚀越大 ， 通 流部分损失增大 ， 汽轮机效率降低 。 机进 气温度减 少时 ， 汽 轮机气 耗增加 ， 效 率降低 ， 末 级叶片 湿度增 ３ 结 论 加， 有可 能产生过负荷现象 ， 叶片出现 晶体断裂痕迹等现象 。 通过 以 针对 日常汽轮机负荷存在 的影响 因素 ，当主蒸汽参数增加 时 ， 上两种分析 ， 温度 的提高有利于提高机组效率 。 但过度的增加温度 ， 汽轮机负荷会增加 ； 但 过大的增 加主蒸汽参数会导致汽轮机 ｍ现 许 将威胁汽轮机的安全稳定 运行 ， 主要表现在金属材料上 。２ ． １ ． ２主蒸 多问题 ， 如使推力瓦增大 ， 端差增大等 ， 从而使汽轮机 Ｅ Ｔ Ｓ保护系统 汽 压力 。汽 轮机 进气 压力 是指 进入 喷管 时 的压力 ，温 度恒 定为 动作 ， 出现紧急停机或耍负荷现象等情况 。当汽轮机排气参数如温 ３ ９ ６ ￣ Ｃ， 压力从 ３ ． ６ — ３ ． ９ ＭＰ ａ 变化。在汽轮机做功能力减少 。然而 ， 当 度增加 时 ， 汽轮机 负荷 降低 ； 排气湿 度降低 时 ， 汽轮机 负荷 同样降 压力升高时 ， 饱和温度增加 ， 饱 和水的焓值增加 ， 而饱和蒸汽 的焓值 低。而当负荷增加时 ， 汽轮机湿度 、 排气温度 会增加 。 减少 ， 即气化潜热 时需要吸热量减少 ， 有利于提高循环效率 ； 经过计 参 考 文 献 算 比较发现 ， 循环效率值大于汽轮机做功减少值 。 当温度不变 ， 压力 ［ １ ］ 孙永平． 上 汽一 西 门子 超 超 临界 １ ０ ０ ０ ＭＷ 汽轮 机 的 优 化 运 行 Ｉ Ｊ 】 ． 动 减 少时 ， 过热蒸汽的焓 、 熵值增加 ， 饱和水 的比容 减少 ， 饱 和蒸汽 的 力工程 学报 ， ２ ０ １ ４ ， ３ ． 比容 增大 ， 蒸 汽在汽轮机 中做 功能力增加 ， 饱和水转化 为饱和蒸 汽 【 ２ 】 唐永红０ 气 轮 机 电 负荷 波 动 的 原 因分 析 及 解 决 措 施 『 Ｊ １ ． 宁波 节 能 ， 所需要 的汽化潜热量增加。 同样 ， 经过计算 ， 吸热量小于汽轮机做功 ２ ０１ ４， １ ． 能力 的减少值 ， 汽轮机的实际效率降低。 通过以上所得 ， 当主蒸汽压 【 ３ 】 张西平． 抽 凝 式 汽 轮 机 纯 凝 工 况运 行 经 济性 分析 模 型 建 立 的探 讨 力升高时 ， 汽轮机做功能力虽然减少 ， 但整体效率得到提高。 适当的 【 Ｊ ］ ． 节能 ， ２ ０ １ ３ ， ９ ． 增加压力有利于整体效率的提高 ，但应该控制在相应的范围 内， 确 ［ ４ ］ 李勇． 汽轮机 热力 系统计算 中轴封 加热器的处理方法分析［ Ｊ １ ． 汽轮 保机组安 全稳定运行 。 机技 术， ２ ０ １ ２ ， １ ． ２ ． ２排气参数 。 排气参数是指汽轮机末级叶片出 口温度与压力 、