淺析汽輪機壽命管理及長期停運機組的保護

肖遠

摘要：在火力發電中，汽輪機有著十分重要的作用。在本文中，筆者將通過對汽輪機壽命管理活動的開展進行分析，就其實際價值進行思考。實現其對基礎項目的保護與優化，確保汽輪機能夠在日常的管理工作中實現使用壽命的有效延長，以此來完成對相關理論內容的完善與補充。

關鍵詞：汽輪機組；壽命延長；保養護理；停運保護

中圖分類號：TK268 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）013-000-01

在汽輪機的日常使用活動中，受高溫環境的影響，汽輪機的材料可能會發生機械性能的變化，導致自身的強度降低，造成裂痕的出現，進而給安全發電工作的開展帶來隱患。因此，在本文中，筆者將通過對汽輪機部件的更新周期以及壽命狀況進行分析，實現對這類問題的解決與處理。

一、汽輪機的壽命分析

1.概念分析

汽輪機的機械使用壽命指的是汽輪機能夠做到安全使用的期限，即在一定的時間范圍內汽輪機的器械設備可以有效處理設備裂痕的周期。當機械設備的內部出現裂痕的時候，即使設備能夠做到持續工作，也會隨著使用時間的延長而帶來超過臨界點，造成設備材料的加速斷裂，無法做到安全工作。再者，汽輪機的壽命指的是在投入到使用活動之后，當其出現裂紋之后的周期時間記錄，而不是出現諸多裂紋的經歷時間，因此，機械設備的壽命不是指其不能再投入生產活動中去。

2.汽輪機壽命的影響因素分析

（1）溫度變化對汽輪機設備的影響

①溫度變化的周期性呈現：當機械設備的工作環境溫度由540攝氏度上升到560攝氏度的時候，其會再次到達540攝氏度，整個周期的運行時間為30分鐘，這即為一個周期性的溫度波動變化。它將會給機械設備的使用帶來相應的影響。一方面，會讓機械設備的材料強度有所降低；另一方面，在交替的熱力變化中會產生熱應力的循環，當溫度變化范圍較小的時候，這樣的熱應力表現不明顯，當頻繁發生的時候，相應地也就需要加強對其的重視。

②當機械設備在不同的溫度環境中長時間的產生變化，會因為零部件工作應力的影響，而產生相應零部件溫度使用壽命的等價降低。因為，在不同的溫度環境中，機械設備的運行會產生相應地變動，這樣的溫度變化也就會相應地縮短壽命的使用水平，造成整個機械設備零部件的等價壽命相應縮短。

（2）蠕變對機械設備可能帶來的影響分析

在高溫環境中，機械設備即使是出于靜載荷的狀態下也會受蠕變的影響，導致零部件的斷裂與破損。同時，汽輪機在不同的負荷影響下，會因為截面受力情況的不均勻而帶來不同的變化，當蒸汽溫度發生變化的時候，機械設備的零部件所可能出現的斷裂狀態也會有所不同?？偟膩碚f，可以認知為：當工作環境不斷升高，會讓機械設備的承受應力增強，進而加快了機械設備的蠕變影響，帶來相應的機械破損現象。當汽輪機處于工作狀態的時候，汽輪的內部結構也會相應產生蠕變，其在最為明顯的蠕變發生在汽缸與轉子。目前，大型機組往往會對汽缸的結構進行改進升級，使其能夠承受更大的運轉壓力，因此在對金屬材料壽命進行計算的時候，應當將轉子的損失狀況與使用壽命計算進去。當其出現啟動問題的時候，需要讓金屬溫度能夠低于設計環節的要求，因此，一般金屬難以滿足工作活動的開展而被排除在外。

（3）對低頻疲勞影響程度的分析

受零部件疲勞應力的影響，零部件的承受能力在各個旋轉部分的影響各不相同，因此所以軸與齒輪的旋轉循環次數可能會達到十次甚至更多。汽輪機的使用循環也是啟動、運行。停機這樣一個過程。在使用壽命進行運用的時候，應當讓整個熱應力循環能夠維持在百次甚至更多。這也就證明了相對于高疲勞運用而言，低頻疲勞更加凸顯于應變幅值的變化，這是汽輪機所會遇到的問題表現，其中最為明顯的應當是調峰機組的變化。當機械出于頻發啟動的時候，工作情況的變化會對汽輪機的使用造成更大的影響，汽輪機的使用壽命本身也會因為基本負荷的機組問題帶來穩定狀況的下降，導致機組壽命的縮減。

二、機組停運所需要的保護措施

因為生產活動的問題存在，會讓機組處于長時間的停運，即在一定的時間范圍內讓機組整體處于停機狀態，如果在這個時候不能選擇合適的保養手段，會讓設備因腐蝕而相應地降低自身的使用壽命。

1.對高壓加熱器的停機護理

在大型機組的高壓加熱器中，水側的壓力會保持較大值。比如，在國產的鍋爐機組中，其水側壓力可能會達到22MPa左右。因為，高壓加熱器是由鋼制材料制作的，因此，其在一般情況下會有著較薄的管壁，導致這樣的工作設備難以在嚴重的腐蝕環境中保持長時間的運行。通過對運行經驗進行分析研究可以發現，高壓加熱器在經過較長時間的停止狀態之后，如果不對水側進行化學保護，當其再次投入使用，可能會受腐蝕產物的存在降低鍋爐水體的品質。在對機組進行檢測之后，應當讓高壓加熱水能夠完成檢修工作，做到對高壓加熱器的化學防護，確保汽測與水側檢修工作能夠被分開，實現獨立運行。在對高壓加熱器進行化學護理的時候，往往會選擇氨亦或者聯胺來進行填充工作。當機組處于停運狀態之后，高壓加熱器的工作需要與除氧器的順利開展相聯系，確保系統工作能夠做到不泄露。當然，整個護理工作的開展需要確保停機后才進行，以此來避免安全事故的發生。

2.對油系統的停機保護

機組的運行難免需要對調速系統進行處理，同時也要對潤滑系統的油量水分進行認知，確保機械設備停機之后能夠將水分凝聚到油箱的底部，以此來去除驅油系統中含有的水分。在國產的機組中，會設置有專門的防水閥門，但是因為在凝聚的時候，水分主要集中于油路管道之中，導致整個調節系統會被其腐蝕。因此，在完成停機工作之后，應當對油泵的環境進行定期的處理，讓其得以維持在一段循環時間之后，借助于油循環工作來對管道、安保套以及調速系統進行清理，降低水分含量，避免銹蝕的產生。

3.對汽水系統的保護

當機械設備處于停滯狀態之后，在對其進行檢修處理的時候，應當從汽水系統出發做到對其的全面保護，讓熱水器冷凝功能能夠在熱水排放時又能做到對水門的啟動，避免可能進入到內部的汽水對機械設備造成損傷。當然，所有的抽氣管道應當與蒸汽管道相適應，讓疏水門能夠及時開啟，進而引導水側存水能夠被放盡，杜絕泄露的產生。

4.對汽輪停機的保護

在一般情況下，汽輪機應當在超過半年未被使用之后，選擇停機處理，對其內部結構進行檢修之后再對外部金屬殼進行防侵蝕化改善。同時，做到定期檢查來確保防護效果，針對于鋼鐵部分，最好采用充氮保護的措施來增強其抗腐蝕性。

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作者簡介：肖 遠（1995-），男，學生，研究方向：能源與動力工程。