汽輪機運行中蒸汽參數對其的影響

龐威

（國電南寧發電有限責任公司 廣西南寧 530317）

汽輪機運行中蒸汽參數對其的影響

龐威

（國電南寧發電有限責任公司 廣西南寧 530317）

小型的電力系統與互聯大電網相比具有能源利用效率高，安全穩定的優點。但是小型汽輪機在運行的過程中其蒸汽參數會在一定的范圍內上下波動，在允許范圍內的波動其不會影響汽輪機的安全性，超過允許范圍不但會使汽輪機的功率發生變化而且還會使其他經濟指標發生改變。本文通過分析蒸汽參數對汽輪機系統穩定性的影響研究，加上對汽輪機工作原理的分析，得到了給定系統在蒸汽受限時的安全領域，避免了在運行中的汽輪機部分零件的損壞，而且還對實際運行中的蒸汽受限時緊急切負荷控制具有重要的指導意義。

汽輪機；蒸汽參數

1 引言

隨著化石能源的日益匱乏，如何高效的利用現有的能源提高動力裝置的經濟性已經成為當下研究的熱點。雖然小型的電力系統能高效率的利用能源，但是其安全穩定性相對較低，特別是在運行的過程中蒸汽參數的變化對汽輪機有著很大的影響，從而威脅整個系統的安全運行，嚴重時會造成負荷的損失。小型汽輪機的運行頻繁，蒸汽參數的變化范圍非常大，經過大量的文獻綜述蒸汽參數的變化對汽輪發電機組的影響以及機械效率都很大。因此研究汽輪機運行中蒸汽參數的變化對于小型電力系統的影響以及安全穩定的運行有著十分重要的意義。

2 汽輪機運行時主蒸汽溫度的影響

在汽輪機運行的過程中，主蒸汽溫度過高和降低對汽輪機的安全以及經濟都有著很大的影響，因此對蒸汽溫度的監督是十分必要的。

2.1 主蒸汽溫度過高對汽輪機運行的影響

溫度過高會使調節級內熱降增加，在原有負荷不變的情況下，調節級的動葉片隨時都有可能發生過負荷的現象；溫度過高會造成金屬材料的配件機械強度降低，同時使金屬材料的蠕變速度增加。如果主蒸汽管道以及氣缸的溫度超過了額定溫度那么就會導致氣缸、氣門以及高壓軸發生松弛，這樣就會造成設備的嚴重損壞，最終導致部件使用壽命縮短，而且在這樣的溫度下隨著時間的增加其松動現象更加明顯。

溫度過高還會使金屬部件熱變形以及熱膨脹加大，如果在金屬膨脹的過程中受到阻礙，那么就有可能引起機組的振動，這樣就會造成一定的安全隱患，威脅機組的穩定性。

一般來說主蒸汽溫度的設定值上下不能超過10℃，如果汽溫超過了規定值，那么就要與鍋爐管理人員進行及時的溝通。值班人員應該加強對溫度的監視，積極配合各項管理工作，如果沒有及時的調整好溫度那么就要按照規定進行緊急的停機。

2.2 主蒸汽溫度下降對汽輪機運行的影響

運行中的汽輪機溫度下降會使蒸汽的理想焓變減小，這樣就會使排氣的濕度增大，影響工作效率；在溫度降低的時候如果想要維持額定的負荷，那么就會增加蒸汽的理想流量，這樣就護對末級葉片非常的不利；溫度降級還會增加汽輪機各級反動度以及軸向的推力?？偠灾?，主蒸汽溫度降低會使汽輪機中的焓減少，要想維持原有的出力就會增大蒸汽流量，使氣體消耗增大，經濟效益下降。溫度降低同樣會使汽輪機末級的濕度增加，這樣就會腐蝕葉片，縮短了葉片的使用年限。在主蒸汽溫度下降會使汽輪機各個金屬部件的溫差加大，熱應力以及熱變形也會向負的方向變化，嚴重時會發生一些摩擦。這些都會引起軸向推力的增加，一旦發生這種現象，機組就會就會受到嚴重的損害，后果不堪設想。

3 汽輪機運行時主蒸汽壓力的影響

在汽輪機運行中，重點監視和調節的一個重要參數就是單元機組中的主蒸汽壓力。如果蒸汽壓不穩定同樣會對汽輪機的安全有著很大的影響。只要嚴格控制蒸汽的壓強才會更好的保護機組安全穩定的運行。

3.1 主蒸汽壓力過高的危害

主蒸汽壓強過高會造成調速級葉片的過負荷。處于第一個調速氣門的噴嘴調節機組是受英影響最大的。當第二個氣門開啟的時候，調節級葉片的溫度下降的幅度最大。葉片的蒸汽量和調節級熱降的乘積與動葉片的彎應力成正比，焓降增大很多也會引起調速級動葉片的過負荷；蒸汽壓力過高時，末幾級葉片的工作條件將發生惡化，導致水沖刷會加重；主蒸汽壓力升高還會引起承壓部件的壓力增高，這樣就會嚴重縮短部件的使用壽命；主蒸汽壓力過高時，會使旁路甚至安全門發生變化導致機組運行的經濟性降低。

3.2 主蒸汽壓力過低的危害

當主蒸汽溫度不發生變化但是蒸汽壓降低的時候，汽輪機的熱降減少，汽輪機的可用焓降減少，這樣就會造成耗氣量的增加，降低機組的經濟性，使汽輪機出氣不足。對于用抽汽供給的給水泵的小汽輪機，如果主蒸汽的壓力降低，就會引起抽汽壓力降低，致使小汽輪機無法正常的運行，導致生產效率的降低。

4 排汽壓力對汽輪機的影響

在汽輪機運行的過程中，排汽壓力對汽輪機的穩定性同樣有著很大的影響。排汽壓力低也稱之為真空度高，當真空降低1%時，汽輪機的熱耗一般要增加0.7～0.8%。所以，凝汽式機組運行時，應維持較高的真空度。真空的產生是依靠氣體迅速凝結成水而造成體積的減少而產生的。如果要維持相對較高的真空度，就需要在冷卻水溫度相同的情況下增加進入凝汽器的水量，就會消耗過多的電能，所以說只有維持在經濟真空下才是最有利的。如果排汽壓力過高就會降低汽輪機的理想焓變；如果蒸汽流量不發生改變那么汽輪機的出力就會大大的降低；排汽壓力升高以后焓變主要減少的表現是最后幾級熱焓降的減少，但是高壓熱焓降基本上保持在一個固定的位置，所以說此時的各級葉片和隔板的應力都在安全的范圍之內；當壓力增高的時候排汽側的溫度將會發生很大的變化，超過一定的限制就會使汽輪組中心發生偏離，產生振動嚴重危及著汽輪機以及機組的穩定。排汽壓力低也稱之為真空度高，當真空降低1%時，汽輪機的熱耗一般要增加0.7～0.8%。所以，凝汽式機組運行時，應維持較高的真空度。

5 排汽溫度對汽輪機的影響

汽輪機排汽溫度升高也稱之為汽輪機真空下降。排汽溫度過高會使排汽缸溫度受熱不均勻而變形，同時還會導致汽輪機軸的中心發生變化引起機組的振動而產生一些列的動靜摩擦。在變壓運行的過程中，主蒸汽的溫度以及再熱蒸汽的溫度都能維持在一個相對穩定的范圍內，汽輪機的各級金屬溫度幾乎不會發生變化，也不會產生附加的熱應力。而汽缸溫度以及排汽溫度和振動在低負荷的時候變化不會很大。在變壓運行的過程中，調節閥沒有節流損失所以汽輪機效率高而且還能改善汽輪機運行的工作條件。雖然汽輪機容積流量和溫度都不發生變化但是機組的焓降還是會有一定的變化。

6 在熱汽溫對汽輪機運行的影響

再熱蒸汽就是在中間再熱發電的機組中，將由汽輪機的高壓缸做過的功的蒸汽引回到在加熱的裝置，當加熱到一定的溫度后在送回汽輪機中繼續做功。在熱蒸汽的溫度同樣會對汽輪機的安全以及熱經濟性有著很大的影響。如果再熱蒸汽的溫度超過額定的限制范圍那么就會使壓缸前幾級的金屬材料的強度下降，使葉片的使用壽命降低。如果低于額定的限制值，那么就會使末級葉片的壓力以及濕度增大，如果汽輪機在這樣的環境下運行就會使汽輪機的葉片遭到嚴重的腐蝕。在平穩運行過程中如果再熱蒸汽溫度發生劇烈的變化那么就會引起中壓缸金屬部件的熱應力以及熱變形發生巨大的變化，會造成巨大的安全穩定隱患。如果機組中采用在熱能以提高汽輪機的乏汽的干度，那么低壓缸中末幾級的蒸汽濕度就會響應的減少到安全范圍內，如果不這樣那么就在蒸汽中出現少量的小水滴，小水滴會腐蝕末幾級的葉片，威脅著汽輪機的安全運行。

7 結語

小型及微型電網由于距離負荷近且能源綜合利用效率高，將是互聯大電網的有益補充。但小型汽輪機具有蒸汽參數變化范圍大、工況多變的特點給穩定性的分析帶來了困難。通過分析我們可以看到蒸汽參數的變化對汽輪機工作狀況的影響非常大，本篇文章詳細的介紹了在汽輪機運行的過程中蒸汽參數對其的影響以及危害程度，這對現場蒸汽機運行人員提供了很好的技術指導，對以后汽輪機的事故分析以及事故判斷和事故處理提供了一定的理論支持。在今后的實踐中我們要對汽輪機的運行進行進一步的深入研究和探討，為身在一線的工作人員提供更有效的技術服務。

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TM621

A

1004-7344（2016）05-0257-02

2015-12-29

龐威（1988-），男，助理工程師，本科，從事火電廠運行工作。