汽輪機蠕變和除濕技術分析

李捧舉 王庭偉

摘 要：在沖動式渦輪機中，蒸汽是定向的在固定的直接作用在噴嘴轉子葉片上。蒸汽接觸到葉片產生脈沖，使轉子轉動。然而，必須指出的是，在實踐中，沒有純粹的脈沖式渦輪機，但只有一些被認為是“低反應”渦輪機。因此，除了蒸汽，還有可能是彎曲應力，在脈沖渦輪葉片中發(fā)現(xiàn)的應力可能與反動式渦輪機的應力相似。所有的應力都會產生裂紋，會破壞葉片的結構完整性，造成葉片的腐蝕。

關鍵詞：蠕變；除濕；汽輪機

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.041

1 引言

電力工業(yè)經歷了汽輪機葉片、圓盤和轉子的環(huán)境輔助開裂（EAC）等失敗。盡管全世界都在努力，但偶爾也會出現(xiàn)問題。為了更可靠地預測開裂的條件，對于這些條件，裂紋尺寸隨時間的演變，以便無損檢測， 知情決定，檢查間隔和剩余壽命。困難在于服務條件的復雜性和短暫性。

2 蠕變

應力、疲勞和腐蝕都是內在相關的，應力引起葉片的警惕結構錯位運動，形成裂縫，從而增加局部集中應力，腐蝕通過與葉片材料的反應在現(xiàn)有皺紋的周圍傳播裂紋，增大裂紋尺寸，分散壓力強度，減輕葉片的壓力整體實力，在恒定的周期性負載下，這些因素結合導致葉片失效。腐蝕會扭曲葉片的幾何形狀，葉片的效率降低，為了提高抗腐蝕性，研究淬火葉片的表面涂料，測試了五種不同的硼化物涂層，三種離子鍍CrN涂層，三種熱噴涂，五種不同襯底鋼的涂層。保護涂層必須至少要等于某個最小臨界值才有效保護基材不受侵蝕；那提高涂層厚度可降低腐蝕速率?？偟膩碚f，葉片設計出強大的抗腐蝕材料，優(yōu)化氣動參數(shù)會，提高效率渦輪。

2.1 顯微鏡照片

利用顯微鏡照片可以進一步說明斷裂處與非斷裂處材料的特點。分別選取開裂葉片和無裂紋葉片的橫截面顯微試樣及葉片小裂紋的試樣、近葉根處裂紋的顯微鏡試樣進行分析。所得的顯微鏡圖片以圖1～圖3進行顯示。

2.2 表面能譜分析

對斷裂的葉片進行采樣，然后將樣品利用X射線能譜儀對斷口表面進行分析。由表1可見，斷裂葉片斷口上有腐蝕性的Cl-離子存在，表面附著物有明顯的O2-離子。

2.3 分析與討論

從以上的實驗數(shù)據(jù)可知，葉片的截斷面上存在鍛造內裂紋，可以推知葉片的鍛造質量不良。根據(jù)硬度數(shù)值大于等于254HB時對應的回火溫度低于600℃，推斷葉片的回火溫度低壓此溫度。這導致了馬氏體的分解成碳化物，降低了不銹鋼的耐腐蝕性能。

3 汽輪機內部濕蒸汽危害

在汽輪機流通部分，進一步流動膨脹，一方面部分水滴在輪機內壁形成水膜，另一方面濕蒸汽中凝結核不斷變大。在核電汽輪機中，大部分透平都在濕蒸汽區(qū)域內工作，會出現(xiàn)大量的侵蝕和腐蝕。

4 除濕技術

在沖動式式渦輪機中，蒸汽是定向的在固定的直接作用在噴嘴轉子葉片上。蒸汽接觸到葉片產生脈沖，使轉子轉動。然而，必須指出的是，在實踐中，沒有純粹的脈沖式渦輪機，但只有一些被認為是“低反應”

4.1 動葉除濕技術

在動葉表面，進汽一側的背部刻若干道小槽，用以收集和輸送葉片表面的水滴，減少水滴反彈；同時在動葉頂部做一個水份收集裝置，保證水份收集效果。

4.2 隔板除濕技術

采用隔板分離裝置，此裝置設在動、靜葉柵軸向間隙。利用蒸汽汽流，將水滴向外緣移動。

5 結論

汽輪機運行中存在的腐蝕、點蝕、環(huán)境輔助開裂（EAC）、沉積物堆積及相關損失等問題一直存在。本文就蒸汽中雜質的結轉、分配和沉積提出想法。汽輪機的運行條件復雜，且各站之間存在差異。將著重研究氯化物、氧氣和二氧化碳等雜質對圓盤和葉片表面形成的凝結水溶液組成的影響。綜合應用各方法研制除濕是機內除濕的未來方向。

參考文獻：

[1]徐大懋，儲品昌，傅小生.蒸汽循環(huán)電站主設備的容量匹配[J].中國電機工程學報，2009，29（20）：25-29.