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《汽轮机末两级叶片水蚀的原因浅析及防范措施》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、汽轮机末两级叶片水蚀的原因浅析及防范措施泸天化股份公司热电车间雷勤泸天化股份公司生产部钱军摘要主要从汽轮机的冲动原理及末级叶片水冲蚀的形成机理着手,浅析汽轮机最末两级叶片水冲蚀的原因,通过原因分析找出其改进及防范措施。关键词汽轮机叶片水冲蚀措施1前言3汽轮机技术规范及本体概述汽轮机叶片(以下简称“叶片”)是汽轮机的关键零件,又是最精细、最重要的零件之一。它在极苛刻的条件下承受高温、高压、巨大的离心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蚀和振动以及湿蒸汽区水滴冲蚀的共同作用。叶片的空气动力学性能、加工几何形状、表面
2、粗糙度、安装间隙及运行工况、结垢等因素均影响汽轮机的效率和出力;其结构设计、振动强度及运行方式则对机组的安全可靠性起决定性的影响。研究汽轮机末级长叶片的水冲蚀形成机理,可有效的解决机组在偏离原设计工况(低负荷工况)下运行的经济性与安全可靠性。本文主要从汽轮机的基本工作原理和末级叶片水冲蚀的形成机理着手,详尽地阐述了造成汽轮机末两级叶片水冲蚀的原因。通过分析,找出热电车间3#、4#汽轮机末两级叶片水冲蚀的原因,以及在今后的低负荷工况下运行,应如何改进或调整运行工艺指标来防止末两级叶片水冲蚀的措施。311
3、技术规范额定出力:12MW主汽门前蒸汽压力:311～316MPa主汽门前蒸汽温度:420～445℃排汽压力:正常参数时额定工况为-01097MPa。312汽轮机形式本机为单缸、冲动式,双抽汽凝汽式,共有9级叶轮,一、三级为双列速度级,其余为压力级。313汽轮机的抽汽本机具有四段抽汽:2#(1)一段调整抽汽(第二级叶轮后),原供高压加热器,现已停用。目前主要供高压除氧器,同时并入股份公司低压蒸汽管网,以及外供部分厂外用户。P=017～112MPa,t=330℃,额定抽汽量nn50t/h,实际抽汽量60t
4、/h。(2)二段非调整抽汽(第三级叶轮后),原供1#高压加热器,现已停用。P2=01485MPa,t2=250℃。(3)三段调整抽汽(第四级叶轮后),供3#、4#低压除氧器和软水加热器。PT=-0103～0115MPa,tT=180℃,额定抽汽量40t/h,实际抽汽量48t/h。(4)四段非调整抽汽(第五级叶轮后),供低压加热器。2设备概况泸天化股份公司热电车间3#、4#机均为上海汽轮机厂1964年制造的CC12型双调整抽汽凝汽式汽轮发电机组。3#机组于1965年12月建成投产发电,4#机组于1966
5、年3月建成投产发电。4#机于1993年12月更换了由上海汽轮机厂制造的新转子;4#机换下的旧转子经东方汽轮机厂修复后,于1996年12月更换在了3#机上。P=-010025MPa,t=120℃。44·353·2008年第4期汽轮机末两级叶片水蚀的原因浅析及防范措施4汽轮机的基本工作原理嘴流出来的汽流方向也不是与叶轮运动方向平行的,而是有一夹角。如图2所示,蒸汽在喷嘴内膨胀达到较高的速度C1,这种高速汽流进入动叶片以后,对动叶片作用有冲动力Fim,同时压力由P1降至P2,蒸汽继续膨胀加速,故对动叶片亦作
6、用有反动力Fre。冲动力Fim与反动力Fre的合力为F,在此力的作用下使叶片向左运动。因此,反动式汽轮机既利用了冲动作用原理,又利用了反动作用原理。411力的冲动作用原理在汽轮机中,蒸汽以很高的速度从喷嘴中流出,冲击在叶轮的工作叶片上,使叶轮转动。如图1所示,蒸汽以速度C1流向一圆弧形动叶片,汽流进入该叶片后,沿内弧所构成的汽道逐渐改变流动方向,最后以速度C2流出汽道,C2的方向恰与C1相反。蒸汽的每一微团沿动叶片内弧流动时,都受到向心力的作用,根据牛顿第三定律,此时动叶片承受蒸汽微团作用给它的大小相
7、等、方向相反的离心力。假如作用在位置1、26上的离心力分别为F1、F2F6。在点1处的离心力F1可分解为轴向力Fz1和周向力Fu1,在6点处的离心力F6可分解为轴向力Fz6和周向力Fu6。轴向力Fz1和Fz6恰好抵消,同样点2与点5、点3与点4的轴向力也抵消。因此,蒸汽微团的离心力在轴向上的分力之和等于零,而周向力之和为Fimu=Fu1+Fu2+Fu6,在该力的作用下叶片向右运动,因此蒸汽对动叶片做了机械功。力Fimu称为冲动力,这就是汽轮机的冲动作用原理,即汽流在动叶汽道内不膨胀加速,只改变流动方向
8、。图2蒸汽对反动式汽轮机叶片的作用力5汽轮机末级叶片水冲蚀的产生机理及其危害汽轮机末级叶片的水蚀主要表现为出汽边水蚀和进汽边水蚀,下面分别对其形成的机理及危害进行详尽分析。511末级叶片出汽边水蚀产生机理汽轮机在低负荷运行时,末几级的工况变化最大。机组功率越大,低压级组子午流道扩张角越大,叶高越增加;当其相对设计工况的容积流量急剧减小时,会使流场参数发生很大变化。末级长叶片在小容积流量、真空工况运行时,原设计流场被破坏,叶片底部会出现较大的负反动度,末级
