汽輪機(jī)的缺級(jí)運(yùn)行

丁瑩

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

汽輪機(jī)的缺級(jí)運(yùn)行

丁瑩

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

當(dāng)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(dāng)替換的葉片、葉輪正在訂制和制造時(shí)，壓力盤用來(lái)保證汽輪機(jī)暫時(shí)回復(fù)到正常狀態(tài)（可能載荷略有減?。?，從而縮短強(qiáng)制停機(jī)時(shí)間。壓力盤是用來(lái)消耗蒸汽能量的，而正常情況下，這些能量應(yīng)該由被去掉的葉片進(jìn)行消耗。

缺級(jí)運(yùn)行；壓力盤

0 引言

巴基斯坦某項(xiàng)目低壓轉(zhuǎn)子次次末級(jí)葉片斷裂，汽輪機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行，為了在新葉片的制造期間汽輪機(jī)能夠臨時(shí)運(yùn)行，需拆除本級(jí)所有動(dòng)葉片，汽輪機(jī)進(jìn)行缺級(jí)運(yùn)行。在汽輪機(jī)缺少一級(jí)動(dòng)葉的情況下，為使汽輪機(jī)正常運(yùn)行，采用壓力盤（臨時(shí)隔板）替代對(duì)應(yīng)級(jí)原隔板，應(yīng)用壓力盤（臨時(shí)隔板）來(lái)消耗蒸汽能量，保持次次末級(jí)正常的壓降，使次末級(jí)隔板入口壓力維持非缺級(jí)運(yùn)行時(shí)狀態(tài)，保證汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。

1 壓力盤原理

當(dāng)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(dāng)替換的葉片、葉輪正在訂制和制造時(shí)，壓力盤用來(lái)保證汽輪機(jī)暫時(shí)回復(fù)到正常狀態(tài)（可能載荷略有減?。瑥亩s短強(qiáng)制停機(jī)時(shí)間。壓力盤是用來(lái)消耗蒸汽能量的，而正常情況下，這些能量應(yīng)該由被去掉的葉片進(jìn)行消耗。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，壓力盤必須設(shè)計(jì)成既可以承受該級(jí)最大載荷時(shí)的壓降，同時(shí)又能保證孔的撓度不超過(guò)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(yù)測(cè)。由于這個(gè)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(dòng)引起的共振條件不存在。其中，壓力波動(dòng)是由其與下游葉片共振引起的。從隔板的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，共振分析是是否需要壓力盤的決定因素。隔板工程師通過(guò)該分析，從隔板的穩(wěn)定性方面確定是否需要壓力盤。其他因素，例如由下游動(dòng)葉增加的額外載荷，可能也會(huì)決定是否需要壓力盤。這些需要由轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)工程師決定。一般可接受的規(guī)則是，如果去掉的動(dòng)葉有效長(zhǎng)度大于6in（152.4 mm），出于動(dòng)葉穩(wěn)定性考慮，需要壓力盤。如果移除的是機(jī)組末級(jí)動(dòng)葉片，許多過(guò)去的分析表明，壓力盤不是必需的。但是需要監(jiān)視缸的振動(dòng)等級(jí)。如果振動(dòng)等級(jí)變得不可接受，機(jī)組載荷需要進(jìn)行必要調(diào)整，以使振動(dòng)和噪聲都在可接受的范圍內(nèi)。

圖1是一個(gè)典型的壓力盤草圖。隔板工程師應(yīng)該確保原來(lái)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(duì)死點(diǎn)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(jié)構(gòu)

圖2是自帶汽封齒的幾何尺寸。壓力盤和轉(zhuǎn)子的徑向間隙應(yīng)該比原來(lái)轉(zhuǎn)子和隔板徑向間隙大0.025in。

壓力盤的設(shè)計(jì)必須滿足熱力學(xué)和結(jié)構(gòu)需求。在熱力設(shè)計(jì)中，孔的幾何形狀是一個(gè)重要方面?？椎某叽绾蛿?shù)量由熱力學(xué)確定，但是這些孔放在壓力盤的位置，是由隔板工程師來(lái)指定的。

圖2 標(biāo)準(zhǔn)汽封齒幾何尺寸

在現(xiàn)代壓力盤設(shè)計(jì)中有兩個(gè)基本的孔的設(shè)計(jì)方法。當(dāng)復(fù)速級(jí)第一級(jí)葉輪被移除，采用縮放孔設(shè)計(jì)。當(dāng)其他級(jí)被移除時(shí)，采用直孔設(shè)計(jì)。兩種孔詳細(xì)尺寸見(jiàn)圖3。

從應(yīng)激性的角度來(lái)說(shuō)，孔的徑向位置很重要。如果可能，孔應(yīng)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(nèi)外環(huán)。

圖3

2 解決方案

巴基斯坦濱佳勝項(xiàng)目取消次次末級(jí)葉片，次次末級(jí)隔板由壓力盤替代，通流圖見(jiàn)圖4。壓力盤結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5。

圖4 該項(xiàng)目臨時(shí)通流

圖5 壓力盤結(jié)構(gòu)

壓力盤孔結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖6，本項(xiàng)目壓力盤共設(shè)置盤孔642個(gè)，孔直徑為φ30 mm。

圖6 壓力盤孔結(jié)構(gòu)

［1］ 沈士一.汽輪機(jī)原理［M］.北京：水利電力出版社，1995.

［2］ 陸燕蓀.火力發(fā)電設(shè)備技術(shù)手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998.

（編輯昊 天）

TK 263

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1002－2333（2014）05－0296－02

丁瑩（1986—），男，工程師，從事特殊閥門技術(shù)施工工作。

2014-03-06

甘肅省科技資助項(xiàng)目（1206GTGA014）