排汽压力对汽轮机运行优化试验结果的影响研究

排汽压力对汽轮机运行优化试验结果的影响研究

刘彪

内蒙古大板发电有限责任公司 内蒙古赤峰 025150

摘要：汽轮机组运行优化试验结果通常给出排汽压力修正到设计值下的最优定滑压运行曲线,不考虑实际排汽压力变化的影响,因此将对机组实际运行的热经济性产生一定影响.某湿冷汽轮机组为例,研究排汽压力变化对汽轮机运行优化试验结果的影响规律.结果表明,不同的汽轮机排汽压力对应的优化结果不同,排汽压力增大,最佳主蒸汽压力增大,定,滑压临界点负荷减小

关键词：低压排汽缸；排汽压力变化；汽轮机运行；影响探讨

1汽轮机低压排汽缸排汽压力概述
  1.1排气缸轴向尺寸设计
  当前，国内设计的空冷汽轮机大多都是采用了单独一种参数来进行改进的，为了满足空冷机组本身的特点，低压排汽缸的某些尺寸发生了严重的变化，最终影响到气动性能。因此，我们需要对低压排汽缸进行重新的设计和鉴定。在设计中，需要对低压排汽缸的几何尺寸做明确的规定。空冷汽轮机低压排汽缸的轴向尺寸是以L为表示，选择上往往取决于低压缸两个轴承之间的宽度以及轴承制作的承载方式，为了保证机组能够达到预计振动要求，往往都会在设计中采用半落地或者全落地的设计方式。在这种情况下，日过不改变低压缸的同流部分，那么设计标准往往都会减小或者缩短，最终影响到汽轮机排气缸的气动性能。
  1.2环形压管尺寸设计
  低压排汽缸的环形扩压管通常都是采用导流管、导流锥等构件组成的，它的几何尺寸包含了环形扩压管口、扩压流道等方面。但是在通常设计的时候，大功率汽轮机低压排汽缸轴向尺寸往往都不会选择较大的气缸宽度和高度，这给扩压管道的设置提供了便利，同时对扩压管道的静压利用系数和恢复系数的设置做出了合理的指导。

2汽轮机低压排汽缸排汽压力对汽轮机运行的影响及措施分析
  一般情况下，汽轮机在运行过程中，都会出现各种故障问题，也会面临很多影响因素，尤其是低压排气缸排气压力的变化所带来的影响，同时，压力值高于低于其设计值时，也一样会对汽轮机运行的安全性和稳定性带来影响，也可以通过以下几方面阐述进行详细的分析。
  2.1排汽压力高于其设计值时所产生的影响
  首先，当汽轮机处于正常运行状态下时，一旦排气缸的排气压力升高到超过基准范围时，就会致使其通流部位的预期烩降值明显降低，且还容易在最后运行时间，引起低压值的产生。针对这种情况，背压式背压式汽轮机的改善措施极为简便，其是在使用过程中利用喷嘴来调节排气缸中的低压蒸汽流量，这样既能保证汽轮机的安全运行，使其通流部位的组成元件更为安全、更为可靠。另外，该解决措施还保持了其原有的设计压力值，使其在不影响汽轮机正常运行的基础上，有效改善排气压力过高的变化影响。
  其次，当低压排气缸排气压力逐渐升高以后，其还会对气缸内的螺栓轴和所产生的法兰应力带来影响，最为显著的部位要属汽轮机低压排汽部分，所以，应对这部分影响采取及时的处理方法，主要从排汽部分的螺栓和法兰应力方面去考虑，对其进行认真的校准，这样当汽轮机排气压力升高时，汽轮机运行变化就可根据其校准结果来进行修复和调整，但假若汽轮机转子排气部位没有形成阶梯结构，则其螺旋轴上的压力值则不需要调整，反之，应对轴向分力进行完善，这样才能从根本上解决汽轮机负荷运载情况，使其运行方式达到科学性和合理性。  

2.2排汽压力低于其设计值时所产生的影响
  当汽轮机处于使用状态下时，其主蒸汽的基准额度是相关工作人员所注重的关键因素，在汽轮机排汽缸排气压力值低于设计值时，就会导致汽轮机的预期烩降值有所提升，从而使得汽轮机隔板和叶片的负载能力增加。因此，为了解决这种影响问题，应采取对应的控制措施，全面分析引起这种负载能力增大的影响因素，，根据相关实践证明，当汽轮机转子部位出现阶梯结构时，其低压排气缸的排气压力就会降低，同时，也会加快螺旋轴向分力的变化速率，所以，应对汽轮机总蒸汽流量及轴向分力变化速率进行全面的分析和校核，确保其校核结果的准确性和实效性，这样才能真正发挥效用，达到稳定汽轮机排气压力的目的。
  2.3低压缸排汽压力在低真空情况下所产生的影响
  经过近年来，汽轮机的不断发展和应用，其运行的安全性和稳定性也有了不断的提升，相关实践表明，当汽轮机处在温度较低的环境中时，其内部低压排气缸依然可以在真空情况下，正常运转，即使汽轮机功率偏低，也会保持运行质量，这种应用优势，尤其对纯凝汽式汽轮机而言，更是无可替代的使用特点，所以，在任何条件下，都要严厉禁止下列问题的产生。其一，汽轮机轴承震动频率过高；其二，汽轮机推力轴承的轴向分力值过高；其三，低压排汽缸排汽压力高于设计值；其四，凝汽器冷却管与管板之间的严密性偏弱。对于这些问题所采取的解决措施可以采用同一种方案，即：对汽轮机组进行重组和技术改造，将其最后一级去除，这样就会有效降低轴承轴向推动力，使其迅速恢复到额定基准指数。

  假若汽轮机处在低真空环境中时，看其运行是否存在上述问题，应通过相关测验来证明，并全力保证这些影响问题对于汽轮机组的运行安全并不会带来任何损害。其中，轴承振动频率可直接从测验结果来评判、推力轴承的轴向分力值则要利用相应的计算方法才能获取；
  而汽轮机低压排汽缸的排汽压力值应采取计标法和实测法来取得实际压力指数、凝汽器冷却管与管板之间的严密性就需要进行对应的实验来进行判定。通过大量的实践证明，当纯凝汽式汽轮机低压排气缸，在低真空环境中运行时，其轴向推力是持续上升的状态，而要是替换成最后几级工作叶片具有大反动度的凝汽式汽轮机，则轴向推力的变化就不会对汽轮机运行的安全产生任何影响。因此，在对汽轮机组进行低真空运行测验时，应先将其轴向推力精准的计算出来，然后再看其测量值是否与定量值相吻合，否则，直接转移汽轮机，会给设备造成一定的损伤。
  在实践中，我们可以得知，汽轮机低压排汽缸处在低真空作业环境下时，之所以轴承振动频率过高，主要是因为低压排汽缸排汽压力发生变化，再加上凝汽器本体的受热膨胀反应，导致汽轮机水平中心出现变化而引起，所以，应尽量在汽轮机轴向平面内部或靠近该平面部位安装相应的底脚，并调整汽轮机低压排汽缸出口与凝汽器上部的连接方式，安设弹性较强的连接部件，这样就可以保持轴承振动处于平衡状态。另外，对凝汽器热膨胀值，光依靠计算方法是无法获取的，只有重新校核汽轮机组水平中心，根据校核结果才能判定凝汽器热膨胀值是否超过所定量值，并采取降温措施，使其温度达到均衡标准，这样才能消除热膨胀所产生的轴承频率过高问题。

结语
  随着环境保护及水资源保护意识的提高，循环水量对水资源及环境的影响已经受到人们的重视，在确定汽轮机最佳经济排汽压力时，应考虑到循环水的消耗量及排放的热水（汽）量对水资源及环境的影响。由于汽轮机排汽压力变化无论对经济性、安全性、调节系统性能以及耗水量和热污染程度均有一定的影响，因此，在汽轮机的运行过程中，应该保证汽轮机在综合最佳排汽压力下运行。

参考文献：
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