淺談蒸汽參數對汽輪機運行影響

胡吉雨

摘要：汽輪機運行時，蒸汽參數在一定范圍內波動，在運行上不僅是允許的而且實際上也是難以避免的。這種波動在允許范圍內變化時，只影響汽輪機的經濟性，不影響汽輪機機組的安全性，但當這種波動超過偏差允許的范圍時，不但會引起汽輪機功率及各項經濟指標的變化，還可能使汽輪機通流部分某些零部件的受力狀況發生變化，危及汽輪機的安全性。

關鍵詞：蒸汽參數 汽輪機運行 影響

中圖分類號：TK26文獻標識碼： A

一、主蒸汽溫度對汽輪機運行的影晌

1、機組運行中，主蒸汽溫度降低對汽輪機安全與經濟性都是不利的。一方面由于汽溫降低蒸汽的理想熔降減小，排汽濕度增大，效率降低;另一方面，溫度降低時若維持額定負

荷，則蒸汽的理想流量的增加對末級葉片極為不利。汽溫降低還會使汽輪機各級反動度增加、軸向推力增大。具體說來:主蒸汽溫度下降，可使蒸汽在汽輪機中的熔降減少，要維持原出力會使蒸汽流量增大，汽耗增大，經濟性下降。主蒸汽溫度急劇下降，使汽輪機末級的蒸汽濕度增加，加劇了本幾級葉片的沖蝕，縮短了葉片的使用壽命。主蒸汽溫度急劇下降，會引起汽輪機各金屬部件溫差增大，熱應力和熱變形也隨粉增加，且脹差會向負的方向變化，因此機組振動加劇，嚴重時會發生動、靜摩擦。主蒸汽溫度驟降，往往是發生水沖擊事故的預兆，會引起輪子軸向推力增加，一旦導致水沖擊，則機組就要受到損害.后果極其嚴重。

2、措施

在運行規程中嚴格地規定了主蒸汽溫度允許升高的極限值。一般允許汽溫變化+5℃一-10℃。當汽溫超過規定值時，應及時聯系鍋爐進行調整，汽機值班入員應加強監視，同時配合做好各項工作。若調整無效，汽溫升高超過規定的最大允許值，應按規程規定緊急停機。

二、主蒸汽壓力對汽輪機運行的影響

1、主蒸汽壓力是單元機組在運行中必須監視和調節的主要參數之一。汽壓的不正常波動對機組的安全、經濟性都有很大影響。主氣溫度不變，主蒸汽壓力升高，機組的末幾級

的蒸汽濕度增大，使末幾級動葉的工作條件惡化，水沖刷加重。對于高溫、高壓機組來說，主蒸汽壓力升高0.5MP，氣濕度增加2%。主蒸汽壓力升高，使調節級焓降增加，將造成調

節級動葉過負荷。主蒸汽壓力升高，會引起主蒸汽承壓部件的應力增高，將會縮短部件的使用壽命，并可能造成這些部件的變形，以至于損壞部件。當機組采用滑壓運行方式時，必須控制主蒸汽壓力在機組滑壓運行曲線允許范圍內，主蒸汽壓力太高會使旁路甚至安全門動作，機組運行的經濟性降低。汽輪機在設計時是根據頰定主汽壓力來考慮各部件強度的。因此在主汽壓力超過額定值時，首先使承受主汽壓力的蒸汽管道及蒸汽室，汽門殼體，汽缸法蘭和螺栓應力過大，如果達到材料強度極限是危險的。當新蒸汽溫度和真空不變時，新蒸汽壓力升高，蒸汽總的焓降增大，對節流配汽機組，此時需要減少調速汽門的開度維持負荷不變，各級的應力也保持不變;對于噴嘴調節機組，也要減小調速汽門的開度，以維持負荷不變;但這時只是關小未全開的調速汽門，只要調速汽門不是處于第一調速汽門全開、第二調速汽門即將開啟時，調節級是最安全的。另一方面，主蒸汽溫度不變，主蒸汽壓力下降，會使汽輪機可用燴降減少，汽耗量增加，經濟性降低，汽輪機出氣不足。對于用抽汽供給的給水泵的小汽輪機和除氧器，因主汽壓力過低也就引起抽汽壓力相應降低，使小汽輪機和除氧器無法正常運行。

2、措施

主蒸汽壓力超過允許值時，不允許汽輪機運行，采取措施，如生產降低鍋爐汽壓或用電動主閘門節流降壓，如措施無效時應停機處理。

對于單元制的機組來說，降低汽壓較易，只要減少鍋爐燃料即可，如果機組沒帶滿負荷，可暫時用增大負荷增加進汽量的方法來降低汽壓，必要時還可以開啟旁路系統以達到降壓目的。

當主蒸汽溫度不變而汽壓降低時，汽輪機的可用熱降減少，這時耗汽量要增加，使機組的經濟性降低。若調速汽門開度不變，則進汽量將隨壓力成比例減少。汽壓降低過多則汽輪機達不到滿負荷，當汽壓降低超過允許值時，應恢復汽壓。必要時可用降低負荷減少進汽量的方法來恢復正常汽壓。

三、排汽壓力、排汽溫度對汽輪機運行的影晌

1、排汽壓力對汽輪機運行的影響。排汽壓力升高時，汽輪機的理想熔降減少，如果蒸汽流量不變，汽輪機的出力將降低。排汽壓力升高后，汽輪機總焓降的減少主要表現為最

后幾級熱熔降的減少，而高壓各級熱熔降基本不變。所以，此時各級葉片和隔板的應力均在安全范圍內。當排汽壓力升高時，將引起排汽側的溫度升高，可能引起汽輪機組中心偏離，發生振動，嚴重危及汽輪機的安全運行。

2、排汽溫度對汽輪機運行的影響。排汽溫度過高會使排汽缸溫度不均勻，而造成變形，同時還會引起汽輪機低壓缸及汽輪機軸承座等部件產生過度熱膨脹，導致汽輪機軸中心發生變化，引起機組振動或使端部軸封徑向間晾消失而產生動、靜摩擦。變壓運行時，主蒸汽、再熱蒸汽溫度均能維持額定值，使汽輪機各級金屬溫度幾乎不變，無附加熱應力。低負荷時汽缸溫度、排汽溫度、本體膨脹、脹差和振動等都變化不大。由于變壓運行時主汽溫度和再熱汽溫比定壓運行時要高，加之調節閥無節流損失，汽輪機內效率高且能改替汽輪機運行工況條件。由于汽輪機容積流量和各級溫度基本不變，汽輪機效率將有所提高.但機組的焓降是變化的。所以變壓運行能取得較高經濟效益。

四、再熱汽通對汽輪機運行的影晌

在中間再熱發電機組中，將汽輪機高壓缸做過功的蒸汽引回鍋爐的再加熱裝置，加熱至過熱蒸汽相當的溫度，送回汽輪機中壓缸繼續做功，這部分蒸汽稱之為再熱蒸汽。再熱汽溫是機組在運行中監視和調節的主要參數之一。再熱蒸汽的溫度也會影響機組的安全和熱經濟性，再熱蒸汽溫度升高超過允許范圍時，會使中壓缸前幾級金屬材料的強度下降，縮短葉片的使用壽命;再熱汽溫低于允許值時，會使末級葉片應力上升;再者，再熱汽溫過低，會使末級葉片的濕度增大，若汽輪機長期在低汽溫下運行，會使末級葉片遭到嚴重的水蝕。如果再熱蒸汽溫度急劇變化，會引起中壓缸金屬部件的熱應力、熱變形大幅度變化，這對機組運行的安全性有很大威脅。機組采用中間再熱能提高汽輪機的乏汽的千度。低壓缸中末幾級的蒸汽濕度相應減少至允許數值內。否則，若蒸汽中出現徽小水滴，會造成末幾級葉片的損壞，威脅汽輪機安全運行。

五、真空度變化對汽輪機運行狀況的影響

真空度的變化對汽輪機的安全與經濟都有較大的影響。真空度高即排汽壓力低，可使汽輪機的汽耗量減小，獲得較好的經濟性。據有關資料，對國產200 MW再熱式汽輪機，當真空降低1%時，汽輪機的熱耗一般要增加0.7%~0.8%。所以，凝汽式機組運行時，應維持較高的真空度。

凝汽器內真空的產生，是依靠汽輪機排汽在凝汽器內迅速凝結成水，體積急劇縮小而造成的。為了使汽輪機的排汽能夠迅速冷卻而凝結成水，需要向凝汽器通入大量的冷卻用循環水。若要維持較高的真空度，在冷卻水溫相同的情況下，就必須增加進入凝汽器的冷卻水量，亦即要消耗更多的電力。因此，只有維持在經濟真空下運行，才是最有利的。

結論：

通過分析可知，蒸汽參數的變化對汽輪機工作狀況的影響很大，造成的危害也很大，操作人員必須對此有明確的認識，充分了解設備的性能，控制好蒸汽參數，合理使用設備，以提高電廠設備運行的安全經濟性。

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