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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,汽輪機在變工況下的工作,級組變工況,機組變工況,調(diào)節(jié)級變工況,蒸汽參數(shù)變化的變工況,第一種情況，無窮級數(shù)的級組中各級變工部前后均處于,亞臨界,時的流量比為弗留格爾公式，如下,亞臨界變工況的流量與級組前后壓力平方差的開方成正比。,若級組中,級數(shù)足夠多,，即,p11pz1,，,p1pz,，,則,第二種情況，變工況前后級組中的,末級,均達到,臨界,狀態(tài),（思考：為何通常是末級首先達臨界？）,例如級組由三級組成,如圖示,P,0,P,1,P,2,P,3,P,4,P,5,P,6,G,對第二級有：,總結(jié),：可近似地認為，

2、通過級組的流量和級組中每一個級的級前初壓都成正比！,同理有：,（二）機組壓力與流量公式的應(yīng)用條件,1,、通過同一級組中各級的流量相等；,2,、不同工況級組中各級的通流截面保持不變；,3,、通過各級的汽流是一股均質(zhì)流；,4,、級組的級數(shù)越多,佛留格爾公式計算結(jié)果越精確。,變工況規(guī)律總結(jié)：對于采用噴嘴調(diào)節(jié)的凝汽式汽輪機，當(dāng)工況變化，進汽量發(fā)生改變時，整機焓降基本不變，中間級的焓降基本不變，當(dāng)進汽量增大時，調(diào)節(jié)級焓降減小，反動度增大；末級焓降增大，反動度減小,。,中間級焓降不變,反動度也不變,因此速比也不變,則效率不變。,流量增大時，調(diào)節(jié)級焓降減小，反動度增大，速比增大，效率降低。,末級焓降增大，反

3、動度減小，速比減小，效率降低。,變工況時軸向推力的變化情況,可簡單地認為，整機軸向推力大約和機組的功率成正比。,需要注意一些特殊工況時軸向推力異常增大的情形，如：水沖擊；葉片結(jié)垢等。,變工況知識的應(yīng)用實例,監(jiān)視段壓力,：調(diào)節(jié)級汽室壓力和各段抽汽壓力的統(tǒng)稱。,(1),監(jiān)視汽輪機通流部分運行是否正常。在已知汽輪機功率或流量的條件下，根據(jù)弗留格爾公式的計算結(jié)果監(jiān)視某些級組,(,監(jiān)視段,),前的壓力，借此判斷該級組是否損壞或結(jié)垢等異?，F(xiàn)象。,(2),可以推算出不同流量,(,功率,),時各級的壓差和比焓降，從而計算出相應(yīng)的功率、效率及零部件的受力情況。也可以由壓力推算出通過各級的流量。,實際運行故障分析

4、舉例：,某臺一次再熱超高壓凝汽式汽輪機的功率突然下降,40,，此時機組無明顯振動，機組參數(shù)變化如表,3-2,所示，負號表示降低。功率降低后，一些參數(shù)又基本穩(wěn)定不變，各監(jiān)視段壓力近似成比例降低。,分析原因：調(diào)節(jié)級后壓力和中間再熱后壓力降低，表明蒸汽流量變小，這由給水流量也相應(yīng)變小而證實。由于各監(jiān)視段壓力與流量近似成正比，故可以認為各非調(diào)節(jié)級的工作是正常的，流量的突降是調(diào)節(jié)級或調(diào)節(jié)級之前的通流部分故障所致。,。,負荷,給水流量,調(diào)節(jié)級后壓力,中間再熱后壓力,中低壓缸效率,高壓缸效率,-40,-36,-42,-44,1.8,0.4,由于通流部分故障并未引起機組振動情況的改變，因而可以認為流量突降不是

5、轉(zhuǎn)動部分的機械損壞所致，調(diào)節(jié)級噴嘴、動葉損壞常使流量增大；調(diào)節(jié)級葉片斷落可能使非調(diào)節(jié)級第一級噴嘴堵塞而使調(diào)節(jié)級后壓力升高。但上述情況均與事實相反，因此不大可能是調(diào)節(jié)級的損壞。,調(diào)節(jié)汽門閥桿斷裂將使汽門一直處于關(guān)閉或近于關(guān)閉的位置。為了判斷故障，移動油動機。提起閥桿，在第一調(diào)節(jié)汽門應(yīng)該開大的范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)流量并不增大，表明這一閥門動作失靈。,停機檢查，結(jié)果是第一調(diào)節(jié)汽門閥桿斷裂,一超高壓汽輪機在運行,21,個月后發(fā)現(xiàn)功率不斷下降，已持續(xù)了一兩個月。分析每天數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)功率是以不變的速率下降的，而不是突降的。與,21,個月前的運行數(shù)據(jù)相比，變化如下,。,流量,功率,調(diào)節(jié)級后壓力,高壓缸效率,-17.2

6、,-16.5,+21.2,-12.2,分析原因：調(diào)節(jié)級后壓力增加,21.2,，既然不是由于流量增加，那就只能是由于非調(diào)節(jié)級通流部分堵塞，由于這種堵塞是穩(wěn)定增加的，故不是機械損壞所致，極大的可能是通流部分結(jié)垢所致。又因為高壓缸效率大為降低，故可能是高壓缸結(jié)垢。,開缸檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)高壓缸通流部分嚴重結(jié)垢，垢的成分中不少是銅。,某機三年運行數(shù)據(jù)表明，在調(diào)節(jié)汽門的同一開度下，功率是漸漸增加的，三年前后的同一調(diào)節(jié)汽門開度下的運行數(shù)據(jù)之差如表,3-4,所示。在發(fā)現(xiàn)上述問題后，曾進行試驗，證明在各個調(diào)節(jié)汽門的不同開度下，功率都變大,。,功率,調(diào)節(jié)級后壓力,中間再熱后壓力,高壓缸效率,+11.0,+11.0,

7、+10.2,-1.8,分析原因：功率增加，流量必然增加。從調(diào)節(jié)級后各處壓力基本上正比于流量增加來看，調(diào)節(jié)級以后各級的工作是正常的，那么功率變大就可能是調(diào)節(jié)級或調(diào)節(jié)級之前通流面積增大所致。各個調(diào)節(jié)汽門開度下功率,(,蒸汽流量,),都變大，估計不應(yīng)是調(diào)節(jié)汽門的問題，因為不可能幾個調(diào)節(jié)汽門都同時發(fā)生問題。較大可能是調(diào)節(jié)級通流面積變大。這就有三種可能；,調(diào)節(jié)級噴嘴腐蝕；,調(diào)節(jié)級葉片損壞；,調(diào)節(jié)級噴嘴弧段漏汽。若是后兩種情況則高壓缸效率要大大降低。但并未大大降低，故多半是調(diào)節(jié)級噴嘴腐蝕。,開缸檢查，結(jié)果是第一、二、三噴嘴組的噴嘴出口邊腐蝕嚴重，調(diào)節(jié)級動葉腐蝕較輕。,五、汽輪機的配汽方式和調(diào)節(jié)級的變工況,

8、目前常用的定壓配汽方式有：,噴嘴配汽,和,節(jié)流配汽,。,（一）噴嘴配汽,3,3,3,3,2,2,2,2,1,G,工作過程：幾個,依次,啟閉的調(diào)節(jié)閥,主要特點：,機組在部分負荷時，效率較高。,機組的高壓部分在工況變化,時,溫度變化很大，從而引起較大的熱應(yīng)力。,噴嘴調(diào)節(jié)級壓力與流量的關(guān)系,分析過程中，為了突出調(diào)節(jié)級主要變工況特點首先對上頁所示的調(diào)節(jié)級的工作 過程作如下假定：,1,）忽略調(diào)節(jié)級后溫度變化的影響，調(diào)節(jié)級后壓力,P,2,正比于全機流量；,2,）各種工況下級的反動度都等于零，,p,11,=p,21,；,3,）四個調(diào)節(jié)汽門依次開啟，沒有重疊度；,4,）凡全開調(diào)節(jié)汽門后的噴嘴組前壓力均為,p,

9、0,不變。,噴嘴組壓力分配曲線（,158,頁）,噴嘴組流量分配曲線,調(diào)節(jié)劑效率與流量的關(guān)系（,160,頁）,調(diào)節(jié)級,、,系數(shù)，焓降反動度、壓力反動度和輪軸效率計算（,162163,頁）,調(diào)節(jié)級最危險工況,：第一調(diào)節(jié)閥剛?cè)_，而其余調(diào)節(jié)閥還未開啟時。,原因：此時調(diào)節(jié)級焓降達到最大值，同時通過第一噴嘴組的流量也達到最大值，調(diào)節(jié)級動葉受到的應(yīng)力大大增加，再加上部分進汽造成的激振力，更使調(diào)節(jié)級動葉的應(yīng)力急劇上升。,解決辦法,:,節(jié)流,-,噴嘴聯(lián)合配汽,（三）節(jié)流配汽,工作過程：進入汽輪機的所有蒸汽都通過一個或幾個,同時,啟閉的調(diào)節(jié)汽門，然后進入汽輪機。調(diào)節(jié)汽門控制流量大小。,G,P,0,t,0,主汽門

10、,調(diào)節(jié)汽門,汽輪機,h,s,h,0,t,0,p,0,p”,0,p,0,p,c,工作特點：,1,）機組在低負荷時調(diào)節(jié)汽門中節(jié)流損失較大，使扣除進汽機構(gòu)節(jié)流損失后的理想比焓降減小得較多。（節(jié)流效率,th,）,2,）沒有調(diào)節(jié)級，結(jié)構(gòu)比較簡單；,3,）在工況變動時，各級比焓降變化不大，同時級前溫度變化也較小。,滑壓運行的經(jīng)濟性與安全性,滑壓運行的概念,汽輪機滑壓運行時，調(diào)節(jié)汽門全開或開度不變。根據(jù)負荷大小調(diào)節(jié)進入鍋爐的燃料量，給水量和空氣量，使鍋爐出口汽壓和流量隨負荷升降而升降，但出口汽溫不變，因此汽輪機的進汽溫度維持額定值不變，而進汽壓力與流量都隨負荷升降而增減，可借以調(diào)節(jié)汽輪機的功率。,汽輪機的進

11、汽壓力隨外界負荷增減而上下滑動，故稱滑壓運行，也稱變壓運行。,滑壓運行分為三種方式：,純滑壓運行方式,：純滑壓運行汽輪機不需要調(diào)節(jié)級，第一級應(yīng)全周進汽，調(diào)節(jié)汽門全開，只靠鍋爐出口蒸汽壓力和流量的改變來調(diào)節(jié)機組負荷，由于鍋爐存在熱慣性，調(diào)節(jié)存在滯后現(xiàn)象。,節(jié)流滑壓運行,：節(jié)流滑壓運行也不需要調(diào)節(jié)級，第一集全周進汽，節(jié)流調(diào)節(jié)汽門預(yù)先關(guān)小，進行滑壓運行，這種調(diào)節(jié)方式的缺點是節(jié)流調(diào)節(jié)汽門中有節(jié)流損失。,復(fù)合滑壓運行方式,，這是一種定壓與滑壓相結(jié)合的一種運行方式，是目前調(diào)峰機組最常用的一種方式，它使機組在所有變負荷區(qū)域內(nèi)都有較高的經(jīng)濟性。,即所謂,定,-,滑,-,定,運行方式,30%-90%MCR,滑壓

12、,機組滑壓運行的經(jīng)濟性,滑壓運行機組與定壓運行機組在同一流量下，中低壓缸的熱力過程線都一樣，經(jīng)濟性只比較高壓缸的熱經(jīng)濟性即可?；瑝哼\行機組高壓缸在部分負荷時的相對內(nèi)效率高于定壓運行機組，這是因為滑壓運行時主蒸汽溫度不變，雖然主蒸汽質(zhì)量流量和壓力都隨負荷減小而減小，但各種負荷下新汽容積流量基本不變。容積流量不變使各級噴嘴，動葉出口的流速不變，比焓降和內(nèi)效率都不變,而噴嘴配汽定壓運行機組在部分負荷下調(diào)節(jié)級效率下降較多，節(jié)流配汽定壓運行機組在部分負荷下節(jié)流損失較大。,滑壓運行機組在部分負荷下的鍋爐給水壓力降低，用變速給水泵課降低給水泵耗功，這是一個不小的數(shù)值，因此低負荷時給水泵耗功的減小將給滑壓運行

13、機組的熱經(jīng)濟性帶來明顯益處。,滑壓運行機組的安全性與靈活性,定壓運行噴嘴配汽汽輪機調(diào)峰時，若迅速改變負荷或夜間停機和啟動，特別是調(diào)節(jié)級后存在較大的溫度變化或熱應(yīng)力，這是限制該機組調(diào)峰靈活性的主要障礙，也是影響機組的安全可靠運行的關(guān)鍵問題。定壓運行節(jié)流配汽時，高壓缸各級溫度變化雖不大，但節(jié)流損失較大，熱經(jīng)濟性較低，只有滑壓運行最適宜于調(diào)峰。,滑壓運行機組負荷變化時高壓缸各級溫度幾乎不變，熱應(yīng)力和熱變形很小，這就大大增強了機組調(diào)峰的靈活性和安全性?；瑝哼\行機組在負荷降低時，能保持再熱汽溫穩(wěn)定，噴嘴配汽定壓運行機組負荷下降時，因高壓缸排汽溫度下降，中壓缸進汽溫度有所下降，這不僅影響效率，而且引起熱應(yīng)

14、力和熱變形?；瑝哼\行機組高壓缸排汽溫度穩(wěn)定，中壓缸進汽溫度也穩(wěn)定。由此可見，滑壓運行機組的安全性和靈活性都高于定壓運行。,初終參數(shù)對汽輪機的影響,初溫不變，初壓升高過多，使主蒸汽管道，主汽門，調(diào)節(jié)汽門，導(dǎo)管等承壓部件內(nèi)部應(yīng)力增加，若調(diào)節(jié)汽門開度不變，初壓增加，致使新汽比容減小，蒸汽流量增加，零件受力增大，各級葉片的受力正比于流量而增大，特別是末級的危險性最大，因為流量增大時末級比焓降增大的很多，而葉片的受力正比于流量與焓降之積，故對應(yīng)力水平已很高的末級葉片的運行安全性可能帶來危險。同時末級排汽干度會降低。,初溫不變，初壓降低一般不會帶來危險。,蒸汽初溫和再熱溫度對安全性影響。,應(yīng)力，壽命，末級排汽干度,排汽壓力，真空,真空過低，排汽溫度高，會造成排汽缸振動，凝汽器銅管松脫，凝結(jié)水含氧量增加，過冷度增大，機組經(jīng)濟性下降。,真空是不是越高越好呢？,最佳真空,