初終參數(shù)變化對(duì)汽輪機(jī)工作的影響

1、初終參數(shù)變化對(duì)汽機(jī)工作的影響電廠中汽輪機(jī)經(jīng)常處于變工況運(yùn)行狀態(tài)，除了蒸汽流量變化外，蒸汽參數(shù)也可能偏離設(shè)計(jì)值，分析初終參數(shù)變化對(duì)汽機(jī)工作的影響以及對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性具有重要的意義。一初終參數(shù)變化過大對(duì)安全性的影響 1蒸汽初壓 P0、再熱壓力Pr 變化過大對(duì)安全性的影響1)初溫不變，初壓升高過多，將使主蒸汽管道、主汽門、調(diào)節(jié)汽門、導(dǎo)管及汽缸等承壓部件內(nèi)部應(yīng)力增大。若調(diào)節(jié)汽門開度不變，則 P0 增大，致使新汽比容減小、蒸汽流量增大、功率增大、零件受力增大。各級(jí)葉片的受力正比于流量而增大。特別是末級(jí)的危險(xiǎn)性最大，因?yàn)榱髁吭龃髸r(shí)末級(jí)比治、焓降增大得最多，而葉片的受力正比于流量和比焓降之積，故

2、對(duì)應(yīng)力水平已很高的末級(jí)葉片的運(yùn)行安全性可能帶來危險(xiǎn)。第一調(diào)節(jié)汽門剛?cè)_而其他調(diào)節(jié)汽門關(guān)閉時(shí)，調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉受力最大，若這時(shí)初壓P0 升高，則調(diào)節(jié)級(jí)流量增大，比焓降不變，葉片受力更大，影響遠(yuǎn)行安全性。此外，初壓P0 升高、流量增大還將使軸向推力增大。 2)初溫t0 不變、初壓 P0 降低一般不會(huì)帶來危險(xiǎn)。如滑壓運(yùn)行時(shí)P0 的下降，并未影響安全。然而P0降低時(shí)，若所發(fā)功率不減小，甚至仍要發(fā)出額定功率，那么必將使全機(jī)蒸汽流量超過額定值，這時(shí)若各監(jiān)視段壓力超過最大允許值，將使軸向推力過大，這是危險(xiǎn)的，不能允許的。因此蒸汽初壓P0降低時(shí)，功率必須相應(yīng)地減小。 2蒸汽初溫和再熱汽溫變化過大對(duì)安全性的影響 1)

3、 P0與Pr不變，t0與tr 升高將使鍋爐過熱器和再熱器管壁，新汽和再熱蒸汽管道，高中壓主汽門和調(diào)節(jié)汽門，導(dǎo)管及高中壓缸部件的溫度都升高。溫度越高，鋼材蠕變速度越快，蠕變極限越小。因此，汽溫過高將使鋼材蠕變的塑性變形過大，從而發(fā)生螺栓變長、法蘭內(nèi)開口、預(yù)緊力變小等問題，既影響安全，又縮短機(jī)組壽命，故不允許蒸汽溫度過高。 2)新汽溫度t0和再熱汽溫tr降低時(shí)，影響安全的關(guān)鍵是汽溫下降速度。新汽溫度下降過快，往往是鍋爐滿水等事故引起的，應(yīng)防止汽輪機(jī)水沖擊。水沖擊的癥狀之一是蒸汽管道法蘭、汽缸法蘭和汽門門桿等處冒出白色的濕蒸汽或?yàn)R出水滴，這是因?yàn)檎羝芊ㄌm和汽缸法蘭迅速被冷卻收縮，而法蘭螺栓在短時(shí)間

4、內(nèi)溫度仍高，沒有收縮，法蘭的嚴(yán)密性大減。汽溫迅速降低將使汽輪機(jī)中膨脹作功的蒸汽濕度大增，蒸汽中央帶的水流流速很慢，水珠軸向打擊動(dòng)葉進(jìn)口邊葉背，使軸向推力增大，從而使推力瓦塊溫度升高，軸向位移增大，甚至威脅機(jī)組安全。對(duì)凝汽式機(jī)組，迅速降低負(fù)荷是降低軸向推力的有效措施。有的制造廠規(guī)定汽溫突降50時(shí)，應(yīng)緊急停機(jī)。 汽溫下降速度小于1min則沒有危險(xiǎn)。若調(diào)節(jié)汽門開度不變，則比容減小將使流量增大，但比焓降隨溫度減小而減小，故功率變化不大。然而比焓降減小后反動(dòng)度增大，使軸向推力增大。故汽溫降得多時(shí)，應(yīng)防止軸向推力過大。3真空惡化和排汽溫度過高對(duì)安全的影響 1)真空惡化和排汽溫度過高時(shí)，對(duì)于轉(zhuǎn)子軸承座與低壓

5、缸聯(lián)成一體的機(jī)組來說，排汽缸的熱膨脹將使軸承座抬起，轉(zhuǎn)子對(duì)中性被破壞而產(chǎn)生強(qiáng)烈振動(dòng)。 2)凝汽器銅管線脹系數(shù)大于鋼制外殼線脹系數(shù)許多，排汽溫度過高將使銅管熱膨脹過大，引起脹口松脫而漏水，使不清潔的循環(huán)水漏入壓力很低的凝結(jié)水一側(cè)，污染凝結(jié)水質(zhì)。 3)排汽壓力過高將使末級(jí)容積流量大城，小容積流量工況下的鼓風(fēng)工況所產(chǎn)生的熱量將使排汽溫度更加升高。容積流量很小時(shí)還可能誘發(fā)末級(jí)葉片顫振。二蒸汽初終參數(shù)的波動(dòng)對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響（一） 初溫、背壓不變，初壓變化對(duì)功率的影響蒸汽初壓的變化，將會(huì)引起進(jìn)汽量、理想焓降和內(nèi)效率的變化。汽輪機(jī) 的內(nèi)功率為： 當(dāng)初壓變化不大時(shí)，汽輪機(jī)的內(nèi)功率變化為： 1. 當(dāng)初壓變化而調(diào)節(jié)

6、閥開度不變， 化簡得上式表明，當(dāng)初溫、背壓不變時(shí)，功率變化量（ ）正比于初壓改變量（ ），而背壓越高，初壓對(duì)功率的影響就越大，即對(duì)背壓機(jī)影響更大。如圖358所示，在不同背壓下，功率增加與初壓的關(guān)系。 2.初壓（ ）變化，保持流量（D）不變 對(duì)于噴嘴調(diào)節(jié)汽輪機(jī)來說：初壓（ ）變化，保持流量（D）不變，則必需改變調(diào)節(jié)閥的開度。若忽略節(jié)流損失，則功率要改變，這種功率要改變是焓降變化所引起的，這樣 或者 對(duì)于節(jié)流調(diào)節(jié)汽輪機(jī)來說，當(dāng)初壓（ ）變化，流量（D）不變，必需改變調(diào)節(jié)閥的開度，則第一級(jí)前的壓力不變。因此，理想焓降不變。初壓變化不會(huì)引起功率變化，但有節(jié)流損失。對(duì)于中間再熱機(jī)組，初壓（ ）變化只會(huì)對(duì)

7、高壓缸起作用。而高壓缸的功率一般只占總功率的1/41/3，對(duì)功率影響不大。 3. 初壓（ ）變化，要求功率（ ）不變，則流量要變化 所以： 或者 上式表明，當(dāng)上升，理想焓降增加，效率提高，流量D減少。當(dāng)忽略效率變化時(shí)，上式為： （二） 初壓、背壓不變，初溫變化對(duì)功率的影響 當(dāng)初溫在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，要影響功率；初焓變化，也會(huì)影響蒸汽在鍋爐內(nèi)的吸熱量Q。 1. 蒸汽總吸熱量Q不變這時(shí)，功率為 當(dāng)初溫變化時(shí)，理想焓降 、初焓 和效率 都要變化。 對(duì)上式進(jìn)行推導(dǎo)得：2. 調(diào)節(jié)閥的開度不變 這種情況下，初溫變化對(duì)功率的影響為：3. 流量保持不變 這種情況下，初溫變化對(duì)功率的影響為：4. 初溫變化對(duì)機(jī)組

8、安全的影響： 初溫變化對(duì)機(jī)組安全的影響，主要對(duì)主汽閥、調(diào)節(jié)閥、調(diào)節(jié)級(jí)的影響，引起較大的熱應(yīng)力。（三） 初壓、初溫不變，背壓變化對(duì)功率的影響 背壓變化對(duì)汽輪機(jī)的影響主要在末級(jí)。為了方便，假定在設(shè)計(jì)工況下，末級(jí)級(jí)后壓力為臨界壓力（ ）。工況變化后有兩種情況：（1）末級(jí)級(jí)后壓力由臨界壓力（ ）上升；（2）末級(jí)級(jí)后壓力由臨界壓力（ ）下降。 通常， =320 m/s，k=1.13， =1.012，所以， 1.背壓由臨界壓力（ ）上升 當(dāng)背壓由臨界壓力（ ）上升到 時(shí)，（1）級(jí)的焓降（ ）減少；（2）余速損失改變；（3）級(jí)效率改變；（4）凝結(jié)水溫度改變。這四方面都會(huì)引起功率變化。2.背壓由臨界壓力（ ）

9、下降： 當(dāng)背壓由臨界壓力（ ）下降時(shí)，使汽流在動(dòng)葉的斜切部分膨脹，反動(dòng)度增加， 發(fā)生偏轉(zhuǎn)，變成（ + ）。對(duì)喉部前的流動(dòng)沒有影響。因此，功率變化只是由于 的大小和方向改變所引起的，經(jīng)過推導(dǎo)可得：對(duì)于一定機(jī)組，當(dāng)背壓由臨界壓力（ ）下降時(shí)，所引起單位流量的功率變化為：3. 通用曲線 從以上分析，當(dāng)背壓變動(dòng)時(shí)，單位蒸汽流量的功率變化均與（ ）有關(guān)。為了方便，將上述兩種情況繪成統(tǒng)一的曲線。這條曲線具有通用性，如圖366所示：BA線，按背壓上升的情況繪制，BD線，按背壓下降的情況繪制；C 點(diǎn)對(duì)應(yīng)噴嘴斜切部分剛好用完的極限狀態(tài)。從C點(diǎn)起，再繼續(xù)降低背壓，功率不再增加。在BA段， ，功率呈直線下降；在BC段， ，功率增加，到C 點(diǎn)為止，其后不再增加。三體會(huì)感想：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，都是以現(xiàn)代高度電氣化為前提的,電力工業(yè)是現(xiàn)代化國家的基本工業(yè)，電力生產(chǎn)量是一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平重要