N3-2.35汽輪機(jī)主蒸汽壓力及溫度低于額定規(guī)范的運(yùn)行研究

　　1 汽輪機(jī)在中空窯余熱電站中的運(yùn)行特點(diǎn)
　　余熱鍋爐蒸發(fā)量的大小及過(guò)熱蒸汽壓力溫度的高低決定汽輪機(jī)負(fù)荷的大小，中空窯排出的煙氣量大小及煙氣溫度的高低決定余熱鍋爐蒸發(fā)量的大小及過(guò)熱蒸汽壓力溫度的高低。因此，中空窯的運(yùn)轉(zhuǎn)工況決定汽輪機(jī)負(fù)荷的大小，汽輪機(jī)負(fù)荷隨中空窯運(yùn)轉(zhuǎn)工況的波動(dòng)而波動(dòng)。

　　由于中空窯運(yùn)轉(zhuǎn)工況的波動(dòng)，汽輪機(jī)經(jīng)常在主蒸汽壓力溫度低于額定規(guī)范的工況下運(yùn)行。

　　2 汽輪機(jī)主要規(guī)范(表1)

表1 汽輪機(jī)主要規(guī)范

　　3 研究主蒸汽壓力溫度低于額定規(guī)范的意義
　　汽輪機(jī)組運(yùn)行規(guī)程(現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程)規(guī)定主蒸汽壓力溫度降低減負(fù)荷，并規(guī)定停機(jī)的主蒸汽壓力溫度下限。一是為了汽輪機(jī)的安全，延長(zhǎng)汽輪機(jī)的使用年限；二是為了減少停機(jī)時(shí)間，多發(fā)電，提高經(jīng)濟(jì)性。

　　4  現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程的一般規(guī)定
　　現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程是按水電部汽輪機(jī)組運(yùn)行規(guī)程(典型規(guī)程)及汽輪機(jī)制造廠N3-2．35汽輪機(jī)使用說(shuō)明書(shū)制訂的。

　　4.1 主蒸汽壓力低于額定規(guī)范的規(guī)定
　　主蒸汽壓力低于2．158MPa時(shí)減負(fù)荷。當(dāng)事故油泵為汽動(dòng)油泵時(shí)，主蒸汽壓力低于l．57MPa時(shí)停機(jī)。當(dāng)事故油泵為直流電動(dòng)油泵時(shí)，主蒸汽壓力低于0．79MPa時(shí)停機(jī)。

　　4.2  主蒸汽溫度低于額定規(guī)范的規(guī)定
　　主蒸汽溫度低于370℃時(shí)減負(fù)荷，低于300℃時(shí)停機(jī)。

　　5  對(duì)現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程規(guī)定的評(píng)價(jià)
　　5.1主蒸汽壓力
　　現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程規(guī)定停機(jī)壓力是按汽動(dòng)油泵或抽氣器最低運(yùn)行壓力要求提出的，是合理的。規(guī)定主蒸汽壓力低于2．158MPa時(shí)減負(fù)荷，但沒(méi)有提出壓力降低應(yīng)對(duì)應(yīng)的負(fù)荷值。

　　主蒸汽溫度排汽壓力為額定值，主蒸汽壓力低于2.3344MPa時(shí)，若汽輪機(jī)負(fù)荷不減小，必將使全機(jī)蒸汽流量超過(guò)額定值，使軸向推力過(guò)大，這是危險(xiǎn)的。因此，主蒸汽壓力降低時(shí)，汽輪機(jī)負(fù)荷必須控制在安全范圍內(nèi)。

　　5.2  主蒸汽溫度
　　現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程規(guī)定主蒸汽溫度低于370℃時(shí)減負(fù)荷，但沒(méi)有規(guī)定溫度降低應(yīng)對(duì)應(yīng)的負(fù)荷值。當(dāng)主蒸汽壓力排汽壓力為額定值，若調(diào)速汽門開(kāi)度不變，則比容減小使質(zhì)量流量增大，比焓降隨溫度減小而減小，但比焓降減小反動(dòng)度增大，使汽輪機(jī)軸向推力增大。末級(jí)葉片由于流量增大，熱焓降顯著增大，葉片和隔板過(guò)負(fù)荷。因此，主蒸汽溫度降低，應(yīng)規(guī)定相對(duì)應(yīng)的負(fù)荷值，以保證汽輪機(jī)的安全運(yùn)行。

　　該汽輪機(jī)由一個(gè)調(diào)節(jié)級(jí)及八個(gè)壓力級(jí)組成，第八壓力級(jí)葉片為2Crl3不銹鋼制成，其余各級(jí)葉片均為1Crl3不銹鋼制成。有良好的抗腐蝕、抗侵蝕性能。

　　主蒸汽溫度的降低會(huì)引起低壓級(jí)溫度的增加，加劇了對(duì)低壓級(jí)葉片的沖蝕作用，降低汽輪機(jī)的使用壽命。因此，凝汽式汽輪機(jī)末級(jí)可見(jiàn)濕度(在h-S圖上查得的濕度)應(yīng)控制在12%～14%以內(nèi)。

　　表2 部分國(guó)產(chǎn)汽輪機(jī)額定功率設(shè)計(jì)排汽濕度

　　部分國(guó)產(chǎn)汽輪排汽濕度見(jiàn)表2，從表2中可以看出，12MW及<12MW機(jī)組，由于排汽壓力高，排汽濕度在10%以內(nèi)。其余機(jī)組排汽濕度均在12%左右，這些機(jī)組曾在我國(guó)各發(fā)電廠安全運(yùn)行達(dá)30年以上，實(shí)踐證明排汽濕度的規(guī)定是安全可靠的。

　　現(xiàn)場(chǎng)規(guī)程規(guī)定主蒸汽濕度低于300℃停機(jī)，當(dāng)主蒸汽壓力及排汽壓力為額定值時(shí)，其排汽濕度為10.7%。該規(guī)定停機(jī)溫度偏高，建議將停機(jī)溫度規(guī)定為270℃，此時(shí)，排汽濕度為11.8%，在安全范圍內(nèi)。在運(yùn)行中，主蒸汽溫度降低而主蒸汽壓力為額定值的工況非常少，絕大多數(shù)情況下同時(shí)下降，此時(shí)，排汽濕度將減小。當(dāng)排汽壓力為額定值，主蒸汽壓力0.8MPa，主蒸汽溫度270℃時(shí)，排汽濕度為4%。第八壓力級(jí)(末級(jí))前設(shè)有疏水系統(tǒng)，使排汽濕度減小。

　　6 主蒸汽壓力降低汽輪機(jī)最大功率的計(jì)算
　　主蒸汽溫度、排氣壓力為額定值，主蒸汽壓力降低汽輪機(jī)最大功率計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表3  主蒸汽溫度排汽壓力為額定值主蒸汽壓力降低汽輪機(jī)最大功率計(jì)算結(jié)果表

　　7  主蒸汽溫度降低汽輪機(jī)最大功率的計(jì)算
　　主蒸汽壓力、排氣壓力為額定值，主蒸汽溫度降低汽輪機(jī)最大功率計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。

表4  主蒸汽壓力排汽壓力為額定值主蒸汽溫度降低汽輪機(jī)最大功率計(jì)算結(jié)果表

　　8 主蒸汽壓力溫度同時(shí)降低汽輪機(jī)最大功率的計(jì)算
　　排汽壓力為額定值，主蒸汽壓力溫度同時(shí)降低汽輪機(jī)最大功率計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 排汽壓力為額定值主蒸汽壓力溫度同時(shí)降低汽輪機(jī)最大功率計(jì)算結(jié)果表