引进型300MW汽轮机轴封汽温对转子寿命的影响(2020新版)
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引进型300MW汽轮机轴封汽温对
转子寿命的影响(2020新版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people
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引进型300MW汽轮机轴封汽温对转子寿命
的影响(2020新版)
广东珠江电厂4台300MW汽轮机系哈尔滨汽轮机厂引进美国西屋公司技术生产的亚临界、一次中间再热、单轴两缸两排汽冷凝式汽轮机,适用于中型电网承担基本负荷,也适用于大型电网承担调峰负荷。
机组设计寿命在30年以上,年运行小时数可在7500h以上。
高中压转子由耐热合金钢整锻而成,低压转子由强度较高的合金钢整锻而成。
高中压转子表面金属温度分别用调速器端及电端端壁金属温度监测。
1轴封蒸汽和轴封区转子表面金属温差的变化
图1是辅助蒸汽主系统图。
在机组负荷大于220MW时,轴封由汽轮机漏汽自密封供汽,转子轴封部位轴封蒸汽和转子表面的温差小于56℃。
在启停机及低负荷运行时,轴封切换至辅汽汽源供汽。
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图1全厂辅助蒸汽主系统
在辅汽正常运行时,采用母管制并列运行方式,各辅汽联箱汽压相等。
各辅汽联箱汽温用减温水(来自凝结水)控制,减温水量采用现场基地式调节仪调整,调整范围为160~310℃。
由于该调节仪必需到现场更改设定值或手动调节,造成辅汽汽温调节很不方便。
即使各台机组负荷相同,转子金属温度水平相同,也经常会出现各机组辅汽联箱汽温相差很大。
由于辅汽汽温的差异和调整不便,在启停机及事故处理时,导致汽源切换过程中轴封汽温急剧变化。
根据近几年现场积累数据的分析结果:冷态启动时,转子轴封区轴封蒸汽和转子表面间的温差△T达到167℃,热态启动时△T达到125℃,停机时△T达到139℃。
2轴封区转子寿命损伤分析
在不同工况下,温差△T会发生变化,因△T引起的温差热应力会使轴封部位的转子产生裂纹而损坏。
由于电网需要,电厂机组调峰及启停频繁,因△T引起的温差热应力已不容忽视。
汽轮机制造厂家在汽轮机使用说明书中,给出了汽封蒸汽温度推荐值曲线。
从该曲线可以查得在各种温差下,由于热应力而使转子产生裂纹的估算循环次数。
如果要达到厂家建议的转子循环疲劳能力10000次以上,查上述曲线可知,必需控制△T小于111℃,但实际冷态及热态启停时的△T均大于111℃,因此使冷态及热态启停时转子寿命损耗增加。
3改进措施
从以上分析可以看出,控制好轴封蒸汽同转子表面金属的温度差对延长转子寿命而言,效果显著。
对于广州珠江电厂,改进辅汽联箱汽温的控制调节是关键。
可以采取以下
2项措施:
(1)将辅汽汽温现场基地式调节仪改造为集中控制室远操方式。
将现场测量的辅汽汽温信号,送到机组控制DPU,DPU输出控制指令经电-气转换器后,控制减温水气动调节阀。
该项措施已在2001年1号机组第3次大修控制系统DCS改造时实施,经运行效果较好。
(2)加强运行管理及汽轮机转子寿命管理,加强轴封汽温同转
子表面金属温度的温差监视和控制,辅汽汽温的设定值建议实现自动跟踪转子表面金属温度。
电厂技术部门要计算并保存转子疲劳累计的记录,以便于开展状态检修,在转子总的疲劳累积达到100% 时,编制出相应的检修计划。
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