淺談低壓排汽缸排汽壓力的變化對汽輪機運行的影響

李慧哲

摘 要：文章對汽輪機低壓排汽缸排汽壓力的高低變化進行了分析，同時對其對汽輪機通流部分的影響也進行了分析，在不同的地區，汽輪機低真空供熱面臨的環境也不同，因此，在出現異常工況時要對其運行方式進行調節，這樣能夠保證其運行效率。通過文章的分析，希望可以對相關人員的工作提供參考。

關鍵詞：低壓排汽缸；排汽壓力；低真空供熱

1 概述

在工業企業生產過程中，汽輪機運行過程中出現異常工況的情況非常常見，因此，企業生產中對汽輪機運行方式進行合理的調整是要解決的重要問題，這直接影響到機組運行的安全，同時，對企業經濟效益也會產生很大的影響，因此，企業對這項工作給予了高度重視。

出現非設計工況情況，汽輪機運行不會馬上出現問題，其在短時間內運行也會是非常地安全可靠，但是，這種狀況不能持續很長時間，因此，對其出現的問題進行及時解決非常必要。汽輪機組在企業生產過程中，作用非常大，而且，其在構造方面也很特殊，在一些情況下會出現通流部分流量蒸汽過大，還存在一些零件出現缺少的問題，這樣對整個汽輪機運行安全將會產生很大影響。汽輪機在運行過程中，在葉輪動片葉、法蘭以及軸承零件上不能出現應力，但是，通常情況下，汽輪機出現運行問題和這些零件上出現應力有很大關系，同時，在負荷方面也出現了增加的情況。汽輪機在設計運行方式時出現了和工況不符的情況，也會導致汽輪機在使用過程中出現零部件應力超過允許的范圍。

汽輪機一旦出現在非設計工況情況下進行運行，對這種特殊的運行方式要采取非常可靠和正確的計算方式進行檢查，同時，對工況情況要進行復核，能夠保證汽輪機在安全可靠的環境下運行。在汽輪機轉入到特殊運行方式時，要對其零部件的強度情況進行精確的估計，保證其在運行過程中零部件的安全性以及可靠性。

汽輪機在運行過程中，通常情況下出現的運行特殊情況主要包括：蒸汽壓力出現高于或低于設計值、或者是排汽壓力變化的情況，這樣都會對汽輪機的運行安全以及可靠性產生很大的影響，因此，文章對汽輪機低于排汽壓力變化情況進行了分析。

2 排汽壓力高于其設計值

汽輪機在運行過程中，出現排汽壓力值升高的情況，就導致整個汽輪機的通流部分的理想焓降出現減少的情況，會導致低壓部分出現在最后幾級。在汽輪機運行過程中，背壓式汽輪機在使用過程中會利用噴嘴對蒸汽進入到汽輪機的流量進行調節，在排汽背壓力變化不大的情況下，可以認為汽輪機工作的蒸汽流量沒有出現減少的情況，同時，在通流部分運行的零部件也非常安全可靠。

在排汽背壓力出現升高的情況下對汽缸內的螺栓以及法蘭應力會產生的影響，尤其會對汽輪機的低壓排汽部分會產生很大的影響。因此，在汽缸排汽背壓力不斷增大的情況下，要對排汽部分的螺栓和法蘭進行強度方面的校核。在排汽壓力增加時，對汽輪機轉動部分的結構形式可以根據推力的變化情況來進行調整，在汽輪機轉子排汽部分沒有出現階梯結構時，對推力軸承上的推力不需要進行調整。在汽輪機轉子排汽部分出現階梯結構時，對階梯上產生的軸向分立可以進行必要地調整，這樣對負荷情況能夠進行調整，同時，對整個汽輪機的運行方式也能進行很好地調整。

排汽背壓升高的情況下，汽輪機運行方式一定要進行必要地調整，相關的工作人員要對出現的這種情況充分重視。在汽輪機轉子排汽部分呈現階梯結構時，要對推力軸承的軸向推力情況進行調整，這樣能夠使汽輪機在運行過程中出現完全平衡的情況。在階梯尺寸較大時，汽輪機轉子可能會出現反方向的軸向推力，因此，在這種情況下，對汽輪機熱力以及軸向推力要進行校核，保證其運行的可靠性以及安全性。

3 排汽壓力低于其設計值

汽輪機在運行過程中，對主蒸汽的額定參數要進行密切關注，在汽輪機排汽缸壓力降低時，汽輪機的理想焓降會出現增大的情況，這種情況下會導致隔板以及葉片的負荷出現增大的情況。為了避免出現隔板以及葉片的負荷情況增大，對汽輪機的總蒸汽流量要進行必要的控制。汽輪機轉子在流通部分出現階梯結構，會導致低壓缸排汽背壓力出現降低的情況，同時，推力軸承的軸向力也會出現急劇變化的情況，這樣一定要進行必要的調整，保證校核時能夠起到一定的效果。

4 汽輪機低壓缸排汽在低真空的情況下的供熱運行

汽輪機在不斷應用過程中，也積累了相關的運行經驗，對其運行結果進行分析，可以得出，其在冬季比較寒冷的情況下，汽輪機低壓排汽缸也能在低真空情況下安全運行，同時，在小容量功率情況下，也能保證運行的安全性與可靠性。對每個具體的情況進行分析，能夠更好的提高其運行的可靠性以及安全性。多年來的運行、記錄、經驗和現場的試驗證實，對于純凝汽式汽輪機組而言，汽輪機低壓缸排汽壓力在真空惡化下運行時，不允許出現下述所列的任何一種情況：（1）軸承振動值超標；（2）推力軸承上的軸向推力值超標；（3）低壓排汽缸排汽部分溫度升高超過允許值；（4）當凝汽器冷卻管與管板的聯接方式是脹管時，冷卻管與管板的聯接的嚴密性遭到破壞。

依據汽輪機的結構特點，采取一些措施有可能消除非正常工況帶來的不利影響，保證低壓排汽缸在排汽真空惡化時安全可靠運行，例如：對汽輪機組進行必要的、可行的技術改造，當去掉最后一級或幾級后，推力軸承上的軸向推力就可以降低至汽輪機制造廠所給定的允許值。

在汽輪機低壓排汽缸排汽轉入真空惡化運行方式之前，必須有充分證明上面所列舉的因素對汽輪機組的運行是沒有妨害的。

軸承振動可以通過現場檢驗結果來判定；當汽輪機低壓排汽缸排汽真空惡化時，通過計算來確定推力軸承上的軸向推力；汽輪機低壓排汽缸的排汽真空惡化時的排汽溫度則是可以通過計標或實測的方法來確定；凝汽器水側的嚴密性則可以通過實驗或觀察來判斷。

多年來的實踐和計算證明，對于純沖動凝汽式汽輪機而言，低壓排汽缸在真空惡化的工況下運行時，軸向推力是增大的，但對于最后幾級工作葉片具有大反動度的凝汽式汽輪機而言，在排汽真空惡化的情況下運行時，可以認為軸向推力的變化是無關緊要的。

在沒有經過預先精確、正確的計算來檢查軸向推力的情況下，冒然地把汽輪機組轉入到低壓缸排汽壓力真空惡化的工況運行是有很大的危險性的。只有在對推力軸承的軸向推力進行了正確、精確地計算之后，且軸向推力在允許值以內時，在低壓缸排汽真空惡化的工況下對汽輪機組進行運行試驗，才是可行的、合理的。

當汽輪機低壓排汽缸在真空惡化下運行時，軸承振動增大可能是由于汽輪機低壓排汽缸排汽部分和凝汽器本體的熱膨脹而使汽輪機組水平中心改變所致。但如果汽輪機低壓排汽缸在汽輪機組軸向的平面內或靠近該平面具有支持的底腳，而汽輪機低壓排汽缸出口和凝汽器上部又是為彈性連接時，則沒有理由認為會引起軸承的振動增大。用計算的方法來確定熱膨脹所引起的振動值則是不可能的，當汽輪機低壓排汽缸排汽在真空惡化工況下運行時引起軸承的過度振動，這時只有考慮到熱膨脹而重新校正汽輪機組的中心，才會有可能消除。

5 結束語

汽輪機低壓排汽缸的壓力變化對整個汽輪機組的運行安全性以及可靠性會產生很大的影響，因此，汽輪機在冬季供暖過程中經常會出現在低真空環境下運行，這樣對其運行的安全性以及可靠性可能會帶來一定的影響，因此，為了更好地提高汽輪機的運行安全性以及可靠性，對出現的問題要很好地分析，找到問題的解決措施，這樣能夠滿足用戶的供暖需求，同時也能提高企業的經濟效益。endprint