汽轮机末两级叶片水蚀的原因浅析及防范措施.docxVIP

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 技术规范额定出力 : 12 MW 主汽门前蒸汽压力 : 311～316 M Pa 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 ～112 M Pa, t = 330 ℃,额定抽汽量nn50 t / h,实际抽汽量 60 t / 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 = 01485 M Pa, 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 ～0115 M Pa, tT = 180 ℃,额定抽 汽量 40 t / h,实际抽汽量 48 t / 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 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 = - 010025 M Pa, 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