项目9 任务9.10 超临界超超临界汽轮机的运行特点

授课教师：孙为民项目九电厂汽轮机的运行与维护任务9.10超临界超超临界汽轮机的运行特点CONTENTS目录第三部分PART

THREE超临界参数的汽流激振问题第四部分PART

FOUR过载补汽第五部分PART

FIVE超临界参数机组的运行特点超临界参数的汽流激振问题第三部分超临界参数的汽流激振问题4汽流激振问题更容易发生在高参数、大容量的高压转子上，尤其是超临界参数汽轮机组上。由于汽流激振力近似正比于机组的出力，所以由汽流激振引起的振动已成为限制超临界参数机组出力的重要因素。12理论分析和实际经验总结已确认超临界参数的汽流激振问题5汽流激振产生的原因01汽流激振产生的原因研究表明：汽流激振产生的原因主要有：其中蒸汽涡动是机组在高负荷运行时高中压转子轴系中一阶振动模式的自激振动。蒸汽涡动汽流扰动造成强迫振动汽缸与转子摩擦造成强迫振动超临界参数的汽流激振问题6

（1）存在不对称的蒸汽力和力矩。在下列情况下会发生自激振动：对于喷嘴调节的汽轮机，在运行时，一般首先开启下半部分的调节汽阀，这时，转子就会受到不对称的蒸汽力作用。转子受到的不对称蒸汽力方向向上时，轴承的比压下降，轴瓦的稳定性就降低，转子系统就会处于不稳定状态。不对称的蒸汽力和力矩的大小和方向的影响因素为：各调节阀的开启顺序、开度和各调节阀控制的喷嘴数量等。超临界参数的汽流激振问题7（2）叶顶间隙激振力汽轮机转子与汽缸不同心时，圆周方向叶顶间隙就会分布不均匀，导致同一级各叶片的汽动力不相等。叶片周向汽动力的合力在转子轴心上的横向分力会引起转子的自激振动。该力随转子偏心距的增加而增大。

（3）蒸汽汽封激振力转子偏心时，轴封和隔板汽封部分周向的蒸汽压力分布不均匀，这一垂直于转子偏移方向的合力会引起转子的自激振动。（4）高中压转子系统的刚性相对较低高中压转子系统的刚性相对较低。使得同样扰动下的振动加剧。020403超临界参数的汽流激振问题802振动特点汽流激振特点：汽流激振特点大功率汽轮机的高压（或高中压）转子上会突然发生汽流激振引起的振动，高参数的超超临界机组尤其明显。汽流激振对于负荷非常敏感，超过某门槛负荷值时，立即发生汽流激振，当负荷降至某一数值时，又恢复正常，且有较好的再现性。汽流激振的振动频率等于或略高于高压转子一阶临界转速。汽流激振不能用动平衡的方法来消除。01020304超临界参数的汽流激振问题9改变调节阀的开启顺序，以保证在任何情况下，都不会对转子产生向上的作用力。03防止措施从理论上来说，应从加大转子刚度、增大系统阻尼和减小汽流激振力三个方面着手，在实际操作时，应从设计、安装、检修和运行维护多方面采取措施，具体如下：高中压缸采用可倾瓦轴承，以给转子系统提供足够的阻尼。将调节级出力限制在20%左右，可以在降低激振力的同时减少蒸汽涡动。确定转子与汽缸的最佳间隙，以防止转子和汽缸间摩擦造成的强迫振动。1234过载补汽第四部分过载补汽111000MW超超临界参数机组的调节级为全周进汽，为了提高该机组的运行经济性和灵活性，西门子公司率先开发使用了过载补汽技术。所谓过载补汽技术是当汽轮机的负荷高于某值时，从高压主汽阀后、高压调节阀前引出一些新蒸汽（约为进汽量的5%~10%），经节流后送入高压缸内某级的动叶后空间，主蒸汽与这股蒸汽混合后在该级后各级继续膨胀做功的一种运行措施。““过载补汽技术过载补汽12所以这类机组只有在最大负荷工况运行时，进汽压力才能达到额定值，其他工况下的进汽压力均低于额定值。由于汽轮机采用全周进汽时，汽轮机没有调节级，由汽轮机的变工况特性可知：汽轮机的进汽压力与流量成正比同时在外界负荷变化时，这类汽轮机只能采用节流调节方式，机组的运行经济性会较低。123过载补汽13在超负荷运行时，采用过载补汽技术，汽轮机的调节汽阀仍处于全开状态。采用过载补汽技术，一般将补汽点选择在额定负荷处，能保证机组在额定负荷运行时调节汽阀处于全开状态，避免了蒸汽节流。通过研究发现CONCLUSION当机组低负荷运行时，调节汽阀的开度比不采用补汽技术的机组开度大，节流损失小。因此，过载补汽技术可以提高额定工况以下所有工况的运行经济性。过载补汽1412优点一优点二过载补汽还有两个优点二是过载补汽阀还具有提供变负荷速率的功能，有利于提高大电网的稳定性。&一是过载补汽机组的补汽阀一般都保持一定的漏汽，充分利用补汽温度低于主蒸汽温度30℃的特点，对汽缸进行冷却，有利于提高高温部件的可靠性。过载补汽15过载补汽阀的结构与其他进汽调节阀类似，是单侧进油往复式油动机控制的单座阀门，位于高压缸的下部，由电液控制系统来调节开度，当调节油消失时，由弹簧带动阀门安全关闭。过载补汽的汽源分别从两个高压调节阀的壳体（高压主汽阀后，高压调节阀的阀芯前）引出直接连接到过载补汽阀，经过载补汽阀后分两路再从高压缸的下部供气管道进入高压缸内外缸之间的封闭腔室，再经该腔室的径向孔进入某级动叶出口混入主流膨胀做功。超临界参数机组的运行特点第五部分超临界参数机组的运行特点17超、超超临界参数火力发电机组的蒸汽温度高达580~600℃长期处于该高温下工作的汽轮机转子而且低周疲劳损伤和高温蠕变疲劳损伤均比较大。不仅承受正常工作时高速旋转的离心力还要承受启停过程中产生的较大的热应力18汽轮机蒸汽室阀门和内缸的热应力汽轮机转子的低周疲劳寿命和汽轮机在启停过程中的振动及胀差010203超临界及其以上机组启停和变负荷时主要应考虑超临界参数机组的运行特点19超临界参数机组的运行特点与亚临界参数机组相比，超临界及其以上机组普遍采用变压运行方式，所以超临界及其以上机组也可能在亚临界压力范围内运行在超临界区当将水加热至饱和温度时直接全部汽化，而在亚临界区将水加热到饱和温度时，