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调峰运行对汽轮机辅助设备的影响

发布时间：2009/10/19 阅读次数：1434 字体大小: 【小】【中】【大】

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(1)在设计时选择合适的结构参数。①增大叶轮叶片出口与导叶进口之间的径向间隙; ②适当增大叶轮轮毂直径与颈部直径之比，以降低叶轮进口处出现二次回流; ③增大叶片包角。这样可以加长叶片间流道的长度，减少流道扩散度，增加液流稳定性，减轻液流在扩散流道中产生脱流和旋涡的可能性，以便减轻叶轮出口处的压力脉动; ④适当加大叶片出口角，这样也有利于减轻出口压力脉动。
　　(2)在运行方面要注意调节流量，尽量避免运行流量过低。
　　(3)在装置设计方面注意增加管路系统刚性，防止管路振动。

2除氧器
　　滑压运行的除氧器，两班制运行和大幅度改变负荷都会使壳体产生内外壁温差和热应力，在起停和负荷波动过程中，除氧器壳体和水箱都将承受交变应力，这种交变应力在腐蚀介质的作用下将会产生腐蚀疲劳，从而造成除氧器和水箱的寿命损耗。
　　近年来，国内外除氧器腐蚀裂纹问题都普遍存在。造成除氧器裂纹的原因，除材质和焊接因素外，腐蚀疲劳也是一个重要的因素。
　　为加强除氧器水箱的刚度，在水箱内部设置的三角支撑架，在工况变动时约束了水箱的变形，将会增加水箱的内应力，因此，国外已用加大箱体壁的办法提高水箱的刚度，而尽量避免采用内撑结构。
　　为了减少除氧器的疲劳损伤，提高使用寿命，可采用如下的一些技术措施。
　　① 注意停用保护，控制水温变化。在停机期间，利用除氧器水箱内的加热管（又称再沸腾）加热凝结水，并保持一定的压力和温度。同时控制水质的含氧量在合格的范围内。
　　② 控制水箱中水的pH值，并保持在8.5～9.6的范围内。
　　③ 控制补给水的离子电导率，使其保持在规定的范围内。
　　④ 控制机组负荷变化率，尤其是降负荷过程，一般情况下要求机组的负荷变化率不超过3%/ min。在起动过程中也要适当地控制水箱的温升速度。
　　⑤ 注意加强无损探伤检验。
　　⑥ 选用合适的材料和工艺进行内壁涂镀，并防止在运行中脱落。
　　⑦ 选用可焊性较好的材质（通常选用20g钢），改进除氧器的结构设计，减小水箱的内应力。

3高压加热器
　　高压加热器在起停和负荷变化时产生的热应力主要发生在管板上。正常运行中管板上的热应力，主要是由于给水温度在加热器中的升高在进出口侧形成的温差所引起的。管板上应力的大小取决于该项温差的大小。满负荷运行时，给水温度升高约25～40 ℃，当汽机旁路投入运行时，因加热器与再热汽联通，给水温升可达到60～120 ℃。此外由于高压加热器蒸汽和凝结水之间温度和放热系数的不同，可在管板汽侧引起附加应力。
　　在高压加热器投运的过程中，由于加热器入口温度突出升高，将会在管板上产生热冲击。在冷态起动时加热器水室与给水箱水温之差可达80～100 ℃，在起动时同样会产生热冲击。
　　如果一台高压加热器单独解列一定时间，温度下降后再投运，给水与水室的温差可能高达20 0 ℃，将会引起很大的瞬态热应力。
　　当高压加热器满负荷运行时，如遇给水泵掉闸，备用给水泵自动投运，给水泵和管道中的低温水进入加热器水室将会造成严重的热冲击。
　　在机组的起动和停机、大幅度负荷波动等过渡工况下，高压加热器管板的进水侧是温度突变的剧烈部位，并产生瞬态热应力。因此投运与解列或增负荷与降负荷时的热应力符号相反，所以管板承受的交变应力，从而导致管板的寿命损耗，疲劳裂纹将首先在应力最大部位的出水侧管板直径通道两端管孔边缘和入水侧邻近管孔中心的管孔边缘处产生。
　　为了保证高压加热器热应力及疲劳寿命损耗限定在允许的范围之内，可采取如下的一些技术措施。
3.1适当控制温度变化率
　　冷态起动或工况变化时，温度变化率一般应限制在38 ℃/h，特殊情况下温度变化率可达到93 ℃，不宜再高。当温度突变50 ℃时，管板上的最大集中应力约为300 MPa，已接近管板材料的屈服极限。
　　现代大功率汽轮机，高压加热器投运通常都设有程序控制系统，按照给定的温升速度控制进汽门开启的速度，或间断开启，可以有效地控制温升速度，使正常投入运行。
　　在加热器启动时，温度尚未达到给水温度之前，可打开给水出口旁路阀，按选定的温升速率监视加热器的温升，当达到给水温度并且稳定后，再打开给水出口阀以免发生水击。
3.2保持加热器排汽畅通
　　在加热器启动时，要保证排气畅通，将加热器内非凝结气体排出，是保证加热器正常工作的重要条件。加热器内如有非凝结气体聚集，不但会降低加热器效率、而且还会加快部件的腐蚀。
　　监视加热器终端温差，可以判断排气是否畅通。但是当加热器超负荷、管束泄漏或结垢时也会引起终端温差增大，应予具体分析对待。
3.3避免加热器超负荷运行
　　加热器在超负荷工况运行时，蒸汽和给水都会加大加热器的工作压力，缩短加热器的使用寿命。如两台并联的加热器一台停运时，另一台将会严重的超负荷，这种工况应当避免。
3.4注意加热器停用保护
　　当加热器短时间停运时，应使汽侧充满蒸汽，水室内的给水应保持适当的pH值。
　　当加热器长时间停运时，应在完全干燥后在汽侧充入干燥的氮气，以防止停运后的腐蚀，延长加热器的使用寿命。

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