利用汽轮机旁路系统应对固体颗粒侵蚀的方法研究.pdf

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1、第59卷第l期2017年2月汽轮机技术TURBINETECHNOLOGYV01．59No。lFeb．2017利用汽轮机旁路系统应对固体颗粒侵蚀的方法研究杨作梁1，温新宇2，李永玲1，马洪源1(1国网冀北电力有限公司技能培训中心，保定071051；2神华国华(北京)电力研究院有限公司，北京100025)摘要：固体颗粒侵蚀已成为影响超临界汽轮机安全经济运行的因素之一。通过对固体颡粒产生过程和旁路系统功能的分析，找出了利用汽轮机旁路系统应对固体颗粒侵蚀问题的方法，对超临界机组应对固体颗粒侵蚀问题方面的运行优化有着重要的指导

2、意义。关键词：汽轮机旁路系统；两级旁路串联系统；固体颗粒侵蚀分类号：TK264．1文献标识码：A文章编号：1001-5884(2017)01-0067-03StudyonSolidParticleErosioninSupercriticalUnitUsingTurbineBypassSystemYANGZuo—lian91，WENXin-yu2，LIYong—lin91，MAHong—yuanl(1StateGridJibeiElectricPowerCompanyLimited，SkillTrainingCente

3、r，Baoding071051，China；2ShenhuaGuohua(Beijing)ElectricPowerResearchInstituteCompanyLimited，Beijing100025，China)Abstract：Solidparticleerosionhasbecomeoneofthefactorsthataffectthesafetyandeconomicoperationofthesupercriticalsteamturbine．Throughanalyzingtheprocessof

4、producingsolidparticlesandthefunctionofthebypasssystem，Wefoundawaytodealwiththeproblemofsolidparticleerosionbyusingturbinebypasssystem．Thismethodhasimportantguidingsignificancefortheoperationoptimizationofthesupercriticalunittodealwiththeproblemofsolidparticlee

5、rosion．Keywords：steamturbinebypasssystem；twostagebypassseriessystem；solidparticleerosion0前言固体颗粒侵蚀(SolidParticleErosion，简称SPE)是指从锅炉的过热器、再热器内表面剥落下来的、具有较高硬度的金属氧化物颗粒随蒸汽进入汽轮机，对汽轮机通流部分造成机械损伤的过程⋯。随着机组参数的不断提高，尤其是超临界参数的采用，为水蒸汽与钢材发生高温氧化反应创造了有利条件，再加上机组频繁参与调峰，使锅炉产生的固体颗粒越来越

6、多，同时对汽轮机的安全经济运行的影响也越来越大。所以，如何有效避免固体颗粒侵蚀对机组运行的影响已成为超临界机组面临的主要问题之一。本文将通过分析固体颗粒产生的过程和旁路系统的功能，研究利用汽轮机旁路系统应对固体颗粒侵蚀汽轮机的措施。1固体颗粒对汽轮机运行的影响1．1固体颗粒的产生进入汽轮机的固体颗粒主要来自锅炉过热器和再热器内表面的氧化皮，而氧化皮生成的速度取决于金属的化学性质、压力、温度及机组启停次数，剥落速度则取决于机组启、停产生的温度和压力变化速率；此外，固体颗粒产生的数量还取决王金属都往曲塞面租。收稿日期：2

7、016-06-07钢材在初期形成的氧化皮结构较为致密，一般为双层膜结构，其中内层为原生膜，是蒸汽中的氧离子对铁直接氧化的结果(化学反应式如式(1))；外层为延伸膜，是蒸汽中的氧离子向里扩散，铁离子向外扩散作用的结果(化学反应式如式(2))“1。当温度低于570℃，氧化皮由母材表面起向外依次为Fe，0。和Fe：0，，这种膜与母材结合的很紧密，不宜脱落。3Fe+4H20—_Fe304+4H2(1)4Fe304+02一Fe203(2)2Fe+02—+2Fe0(3)4FeO——}Fe+Fe304(4)在温度高于570℃时，铁

8、与氧的反应加快，但由于水的氧离子扩散通过外两层氧化膜的速度较慢，氧浓度较低，此时铁与氧在超温情况下生成FeO(化学反应式如式(3))。母材表面的双层氧化膜就会变成三层氧化膜，由母材表面起向外依次为FeO、Fe30。和Fe：O，，与母材相连的是FeO层。由于FeO在低于575。C的条件下具有热不稳定性，所以当温度降低时，又可以分解生成Fe和Fe。