汽輪機的缺級運行

丁瑩

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱150046）

汽輪機的缺級運行

丁瑩

（哈爾濱汽輪機廠有限責任公司，哈爾濱150046）

當整圈葉片、或者葉片和部分葉輪被去掉后，需要用到壓力盤。當替換的葉片、葉輪正在訂制和制造時，壓力盤用來保證汽輪機暫時回復到正常狀態（可能載荷略有減小），從而縮短強制停機時間。壓力盤是用來消耗蒸汽能量的，而正常情況下，這些能量應該由被去掉的葉片進行消耗。

缺級運行；壓力盤

0 引言

巴基斯坦某項目低壓轉子次次末級葉片斷裂，汽輪機無法正常運行，為了在新葉片的制造期間汽輪機能夠臨時運行，需拆除本級所有動葉片，汽輪機進行缺級運行。在汽輪機缺少一級動葉的情況下，為使汽輪機正常運行，采用壓力盤（臨時隔板）替代對應級原隔板，應用壓力盤（臨時隔板）來消耗蒸汽能量，保持次次末級正常的壓降，使次末級隔板入口壓力維持非缺級運行時狀態，保證汽輪機的正常運行。

1 壓力盤原理

當整圈葉片、或者葉片和部分葉輪被去掉后，需要用到壓力盤。當替換的葉片、葉輪正在訂制和制造時，壓力盤用來保證汽輪機暫時回復到正常狀態（可能載荷略有減小），從而縮短強制停機時間。壓力盤是用來消耗蒸汽能量的，而正常情況下，這些能量應該由被去掉的葉片進行消耗。從結構上來說，壓力盤必須設計成既可以承受該級最大載荷時的壓降，同時又能保證孔的撓度不超過原隔板撓度的10%。

由于整圈葉片（或者葉片和葉輪）的缺失，相鄰隔板的載荷情況不可預測。由于這個原因，需要分析下游的隔板以確保由額外的切向力和壓力波動引起的共振條件不存在。其中，壓力波動是由其與下游葉片共振引起的。從隔板的結構來說，共振分析是是否需要壓力盤的決定因素。隔板工程師通過該分析，從隔板的穩定性方面確定是否需要壓力盤。其他因素，例如由下游動葉增加的額外載荷，可能也會決定是否需要壓力盤。這些需要由轉子設計工程師決定。一般可接受的規則是，如果去掉的動葉有效長度大于6in（152.4 mm），出于動葉穩定性考慮，需要壓力盤。如果移除的是機組末級動葉片，許多過去的分析表明，壓力盤不是必需的。但是需要監視缸的振動等級。如果振動等級變得不可接受，機組載荷需要進行必要調整，以使振動和噪聲都在可接受的范圍內。

圖1是一個典型的壓力盤草圖。隔板工程師應該確保原來隔板上的所有零件都存在于壓力盤上，包括起吊孔、上下半定位鍵及鍵槽、底部絕對死點的定位鍵、隔板搭子、中分面密封鍵、水平連接螺栓和螺栓孔等。

圖1 壓力盤典型結構

圖2是自帶汽封齒的幾何尺寸。壓力盤和轉子的徑向間隙應該比原來轉子和隔板徑向間隙大0.025in。

壓力盤的設計必須滿足熱力學和結構需求。在熱力設計中，孔的幾何形狀是一個重要方面。孔的尺寸和數量由熱力學確定，但是這些孔放在壓力盤的位置，是由隔板工程師來指定的。

圖2 標準汽封齒幾何尺寸

在現代壓力盤設計中有兩個基本的孔的設計方法。當復速級第一級葉輪被移除，采用縮放孔設計。當其他級被移除時，采用直孔設計。兩種孔詳細尺寸見圖3。

從應激性的角度來說，孔的徑向位置很重要。如果可能，孔應該在壓力盤上合理布置，保證蒸汽不直接沖擊下游葉輪或者下游隔板的內外環。

圖3

2 解決方案

巴基斯坦濱佳勝項目取消次次末級葉片，次次末級隔板由壓力盤替代，通流圖見圖4。壓力盤結構見圖5。

圖4 該項目臨時通流

圖5 壓力盤結構

壓力盤孔結構見圖6，本項目壓力盤共設置盤孔642個，孔直徑為φ30 mm。

圖6 壓力盤孔結構

［1］ 沈士一.汽輪機原理［M］.北京：水利電力出版社，1995.

［2］ 陸燕蓀.火力發電設備技術手冊［M］.北京：機械工業出版社，1998.

（編輯昊 天）

TK 263

B

1002－2333（2014）05－0296－02

丁瑩（1986—），男，工程師，從事特殊閥門技術施工工作。

2014-03-06

甘肅省科技資助項目（1206GTGA014）