淺談低壓排汽缸排汽壓力的變化對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的影響

李慧哲

摘 要：文章對(duì)汽輪機(jī)低壓排汽缸排汽壓力的高低變化進(jìn)行了分析，同時(shí)對(duì)其對(duì)汽輪機(jī)通流部分的影響也進(jìn)行了分析，在不同的地區(qū)，汽輪機(jī)低真空供熱面臨的環(huán)境也不同，因此，在出現(xiàn)異常工況時(shí)要對(duì)其運(yùn)行方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣能夠保證其運(yùn)行效率。通過(guò)文章的分析，希望可以對(duì)相關(guān)人員的工作提供參考。

關(guān)鍵詞：低壓排汽缸；排汽壓力；低真空供熱

1 概述

在工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)異常工況的情況非常常見(jiàn)，因此，企業(yè)生產(chǎn)中對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行方式進(jìn)行合理的調(diào)整是要解決的重要問(wèn)題，這直接影響到機(jī)組運(yùn)行的安全，同時(shí)，對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)產(chǎn)生很大的影響，因此，企業(yè)對(duì)這項(xiàng)工作給予了高度重視。

出現(xiàn)非設(shè)計(jì)工況情況，汽輪機(jī)運(yùn)行不會(huì)馬上出現(xiàn)問(wèn)題，其在短時(shí)間內(nèi)運(yùn)行也會(huì)是非常地安全可靠，但是，這種狀況不能持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，因此，對(duì)其出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)解決非常必要。汽輪機(jī)組在企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，作用非常大，而且，其在構(gòu)造方面也很特殊，在一些情況下會(huì)出現(xiàn)通流部分流量蒸汽過(guò)大，還存在一些零件出現(xiàn)缺少的問(wèn)題，這樣對(duì)整個(gè)汽輪機(jī)運(yùn)行安全將會(huì)產(chǎn)生很大影響。汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，在葉輪動(dòng)片葉、法蘭以及軸承零件上不能出現(xiàn)應(yīng)力，但是，通常情況下，汽輪機(jī)出現(xiàn)運(yùn)行問(wèn)題和這些零件上出現(xiàn)應(yīng)力有很大關(guān)系，同時(shí)，在負(fù)荷方面也出現(xiàn)了增加的情況。汽輪機(jī)在設(shè)計(jì)運(yùn)行方式時(shí)出現(xiàn)了和工況不符的情況，也會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)在使用過(guò)程中出現(xiàn)零部件應(yīng)力超過(guò)允許的范圍。

汽輪機(jī)一旦出現(xiàn)在非設(shè)計(jì)工況情況下進(jìn)行運(yùn)行，對(duì)這種特殊的運(yùn)行方式要采取非?？煽亢驼_的計(jì)算方式進(jìn)行檢查，同時(shí)，對(duì)工況情況要進(jìn)行復(fù)核，能夠保證汽輪機(jī)在安全可靠的環(huán)境下運(yùn)行。在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)入到特殊運(yùn)行方式時(shí)，要對(duì)其零部件的強(qiáng)度情況進(jìn)行精確的估計(jì)，保證其在運(yùn)行過(guò)程中零部件的安全性以及可靠性。

汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，通常情況下出現(xiàn)的運(yùn)行特殊情況主要包括：蒸汽壓力出現(xiàn)高于或低于設(shè)計(jì)值、或者是排汽壓力變化的情況，這樣都會(huì)對(duì)汽輪機(jī)的運(yùn)行安全以及可靠性產(chǎn)生很大的影響，因此，文章對(duì)汽輪機(jī)低于排汽壓力變化情況進(jìn)行了分析。

2 排汽壓力高于其設(shè)計(jì)值

汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，出現(xiàn)排汽壓力值升高的情況，就導(dǎo)致整個(gè)汽輪機(jī)的通流部分的理想焓降出現(xiàn)減少的情況，會(huì)導(dǎo)致低壓部分出現(xiàn)在最后幾級(jí)。在汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，背壓式汽輪機(jī)在使用過(guò)程中會(huì)利用噴嘴對(duì)蒸汽進(jìn)入到汽輪機(jī)的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，在排汽背壓力變化不大的情況下，可以認(rèn)為汽輪機(jī)工作的蒸汽流量沒(méi)有出現(xiàn)減少的情況，同時(shí)，在通流部分運(yùn)行的零部件也非常安全可靠。

在排汽背壓力出現(xiàn)升高的情況下對(duì)汽缸內(nèi)的螺栓以及法蘭應(yīng)力會(huì)產(chǎn)生的影響，尤其會(huì)對(duì)汽輪機(jī)的低壓排汽部分會(huì)產(chǎn)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(duì)排汽部分的螺栓和法蘭進(jìn)行強(qiáng)度方面的校核。在排汽壓力增加時(shí)，對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)形式可以根據(jù)推力的變化情況來(lái)進(jìn)行調(diào)整，在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子排汽部分沒(méi)有出現(xiàn)階梯結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)推力軸承上的推力不需要進(jìn)行調(diào)整。在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子排汽部分出現(xiàn)階梯結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)階梯上產(chǎn)生的軸向分立可以進(jìn)行必要地調(diào)整，這樣對(duì)負(fù)荷情況能夠進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)，對(duì)整個(gè)汽輪機(jī)的運(yùn)行方式也能進(jìn)行很好地調(diào)整。

排汽背壓升高的情況下，汽輪機(jī)運(yùn)行方式一定要進(jìn)行必要地調(diào)整，相關(guān)的工作人員要對(duì)出現(xiàn)的這種情況充分重視。在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子排汽部分呈現(xiàn)階梯結(jié)構(gòu)時(shí)，要對(duì)推力軸承的軸向推力情況進(jìn)行調(diào)整，這樣能夠使汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)完全平衡的情況。在階梯尺寸較大時(shí)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子可能會(huì)出現(xiàn)反方向的軸向推力，因此，在這種情況下，對(duì)汽輪機(jī)熱力以及軸向推力要進(jìn)行校核，保證其運(yùn)行的可靠性以及安全性。

3 排汽壓力低于其設(shè)計(jì)值

汽輪機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)主蒸汽的額定參數(shù)要進(jìn)行密切關(guān)注，在汽輪機(jī)排汽缸壓力降低時(shí)，汽輪機(jī)的理想焓降會(huì)出現(xiàn)增大的情況，這種情況下會(huì)導(dǎo)致隔板以及葉片的負(fù)荷出現(xiàn)增大的情況。為了避免出現(xiàn)隔板以及葉片的負(fù)荷情況增大，對(duì)汽輪機(jī)的總蒸汽流量要進(jìn)行必要的控制。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子在流通部分出現(xiàn)階梯結(jié)構(gòu)，會(huì)導(dǎo)致低壓缸排汽背壓力出現(xiàn)降低的情況，同時(shí)，推力軸承的軸向力也會(huì)出現(xiàn)急劇變化的情況，這樣一定要進(jìn)行必要的調(diào)整，保證校核時(shí)能夠起到一定的效果。

4 汽輪機(jī)低壓缸排汽在低真空的情況下的供熱運(yùn)行

汽輪機(jī)在不斷應(yīng)用過(guò)程中，也積累了相關(guān)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)其運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行分析，可以得出，其在冬季比較寒冷的情況下，汽輪機(jī)低壓排汽缸也能在低真空情況下安全運(yùn)行，同時(shí)，在小容量功率情況下，也能保證運(yùn)行的安全性與可靠性。對(duì)每個(gè)具體的情況進(jìn)行分析，能夠更好的提高其運(yùn)行的可靠性以及安全性。多年來(lái)的運(yùn)行、記錄、經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)證實(shí)，對(duì)于純凝汽式汽輪機(jī)組而言，汽輪機(jī)低壓缸排汽壓力在真空惡化下運(yùn)行時(shí)，不允許出現(xiàn)下述所列的任何一種情況：（1）軸承振動(dòng)值超標(biāo)；（2）推力軸承上的軸向推力值超標(biāo)；（3）低壓排汽缸排汽部分溫度升高超過(guò)允許值；（4）當(dāng)凝汽器冷卻管與管板的聯(lián)接方式是脹管時(shí)，冷卻管與管板的聯(lián)接的嚴(yán)密性遭到破壞。

依據(jù)汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采取一些措施有可能消除非正常工況帶來(lái)的不利影響，保證低壓排汽缸在排汽真空惡化時(shí)安全可靠運(yùn)行，例如：對(duì)汽輪機(jī)組進(jìn)行必要的、可行的技術(shù)改造，當(dāng)去掉最后一級(jí)或幾級(jí)后，推力軸承上的軸向推力就可以降低至汽輪機(jī)制造廠所給定的允許值。

在汽輪機(jī)低壓排汽缸排汽轉(zhuǎn)入真空惡化運(yùn)行方式之前，必須有充分證明上面所列舉的因素對(duì)汽輪機(jī)組的運(yùn)行是沒(méi)有妨害的。

軸承振動(dòng)可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)結(jié)果來(lái)判定；當(dāng)汽輪機(jī)低壓排汽缸排汽真空惡化時(shí)，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定推力軸承上的軸向推力；汽輪機(jī)低壓排汽缸的排汽真空惡化時(shí)的排汽溫度則是可以通過(guò)計(jì)標(biāo)或?qū)崪y(cè)的方法來(lái)確定；凝汽器水側(cè)的嚴(yán)密性則可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)或觀察來(lái)判斷。

多年來(lái)的實(shí)踐和計(jì)算證明，對(duì)于純沖動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)而言，低壓排汽缸在真空惡化的工況下運(yùn)行時(shí)，軸向推力是增大的，但對(duì)于最后幾級(jí)工作葉片具有大反動(dòng)度的凝汽式汽輪機(jī)而言，在排汽真空惡化的情況下運(yùn)行時(shí)，可以認(rèn)為軸向推力的變化是無(wú)關(guān)緊要的。

在沒(méi)有經(jīng)過(guò)預(yù)先精確、正確的計(jì)算來(lái)檢查軸向推力的情況下，冒然地把汽輪機(jī)組轉(zhuǎn)入到低壓缸排汽壓力真空惡化的工況運(yùn)行是有很大的危險(xiǎn)性的。只有在對(duì)推力軸承的軸向推力進(jìn)行了正確、精確地計(jì)算之后，且軸向推力在允許值以?xún)?nèi)時(shí)，在低壓缸排汽真空惡化的工況下對(duì)汽輪機(jī)組進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn)，才是可行的、合理的。

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

5 結(jié)束語(yǔ)

汽輪機(jī)低壓排汽缸的壓力變化對(duì)整個(gè)汽輪機(jī)組的運(yùn)行安全性以及可靠性會(huì)產(chǎn)生很大的影響，因此，汽輪機(jī)在冬季供暖過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)在低真空環(huán)境下運(yùn)行，這樣對(duì)其運(yùn)行的安全性以及可靠性可能會(huì)帶來(lái)一定的影響，因此，為了更好地提高汽輪機(jī)的運(yùn)行安全性以及可靠性，對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題要很好地分析，找到問(wèn)題的解決措施，這樣能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的供暖需求，同時(shí)也能提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。endprint