汽轮机的寿命管理

汽轮机的寿命管理引言•随着科学技术的发展，汽轮机部件寿命的设计和评估问题日益引起人们的重视。

汽轮机招标时，用户关心的不只是许用应力或安全系数，而是明确的使用寿命。

在现有的汽轮机强度专著和设计手册中，已有汽轮机部件低周疲劳寿命的分析方法，还没有给出汽轮机部件蠕变寿命的计算方法，在国内科技期刊上，已有一些研究论文分析了蠕变损伤对汽轮机转子低周疲劳寿命的影响。

一.气轮机寿命概念：：•概念机组寿命（（零部件总寿命零部件总寿命））•机组寿命＝无裂纹寿命L1＋裂纹扩展寿命L2•无裂纹寿命L1：•无裂纹的新零件投入运行至零件出现第一条宏观裂缝（一般指裂纹深度a0＝0.2-0.5mm)的工作时间。

•占很小的部分。

•裂纹扩展寿命L2：•由初始裂纹a0开始在交变热应力作用下逐渐扩展至临界裂纹ac的工作时间。

•占很大的部分。

（出现初始裂纹后，还可以在一定控制条件下运行很长一段时间。

）蠕变寿命的计算方法•稳态蠕变应力对应的材料断裂时间汽轮机材料试件的高温持久强度σ、工作温度T（K）和断裂时间t rs 之间关系可用拉森－米勒（Larson－Miller）公式表示为T(C+LogaTn)=a0+a1Logσ+a2Log2σ…………………B式中C，a 0，a 1，a 2，a 3，a 4为材料试验常数。

把汽轮机部件的稳态蠕变等效应力σesc 和工作温度T代入式（9），解方程可确定汽轮机部件稳态蠕变应力对应的材料断裂时间t rs 。

瞬态蠕变应力对应的材料断裂时间•设汽轮机部件运行时间t≥ts时，汽轮机部件进入稳态蠕变，ts为汽轮机部件非稳态蠕变和稳态蠕变的时间界限值。

汽轮机部件非稳态蠕变过程的长短与材料的蠕变特性、应力水平和结构形状有关。

采用热弹塑性蠕变有限元程序计算出t1，t2，…，ti，…，tn时刻的汽轮机部件瞬态蠕变的等效应力σec1，σec2，…，σeci，…，σecn 后，把σeci和工作温度Ti代入式（9），可以确定汽轮机部件瞬态蠕变的等效应力σeci对应的材料断裂时间tri部件蠕变寿命的设计•按照ISO标准，持久强度试验得出的拉森－米勒参数（LMP）时间3倍外推结果是准确的。

汽轮机设备及系统知识题库(共11页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-汽轮机设备及系统知识题库一、判断题1）主蒸汽管道保温后，可以防止热传递过程的发生。

（×）2）热力除氧器、喷水减温器等是混合式换热器。

（√）3）在密闭容器内不准同时进行电焊及气焊工作。

（√）4）采用再热器可降低汽轮机末级叶片的蒸汽湿度，并提高循环热效率。

（√）5）多级汽机的各级叶轮轮面上一般都有5-7个平衡孔，用来平衡两侧压差，以减少轴向推力。

（×）6）发电机护环的组织是马氏体。

（×）7）汽轮机找中心的目的就是为使汽轮机机组各转子的中心线连成一条线。

（×）8）蒸汽在汽轮机内做功的原理分为冲动作用原理和反动作用原理。

（√）9）蒸汽在汽轮机内做功的原理分为冲动作用原理和反动作用原理。

（√）10）汽缸冷却过快比加热过快更危险。

（√）11）盘车装置的主要作用是减少冲转子时的启动力矩。

（×）12）安装叶片时，对叶片组的轴向偏差要求较高，而对径向偏差可不作要求。

（×）13）引起叶片振动的激振力主要是由于汽轮机工作过程中汽流的不均匀造成的。

（√）14）转子叶轮松动的原因之一是汽轮机发生超速，也有可能是原有过盈不够或运行时间过长产生材料疲劳。

（√）15）对于汽轮机叶片应选用振动衰减率低的材料。

（×）16）大螺栓热紧法的顺序和冷紧时相反。

（×）17）末级叶片的高度是限制汽轮机提高单机功率的主要因素。

（√）18）猫爪横销的作用仅是承载缸体重量的。

（×）19）轴向振动是汽轮机叶片振动中最容易发生，同时也是最危险的一种振动。

（×）20）发电机转子热不稳定性会造成转子的弹性弯曲，形状改变，这将影响转子的质量平衡，从而也造成机组轴承振动的不稳定变化。

（√）21）蒸汽对动叶片的作用力分解为轴向力和圆周力，这两者都推动叶轮旋转做功。

（×）22）为提高动叶片的抗冲蚀能力，可在检修时将因冲蚀而形成的粗糙面打磨光滑。

汽轮机的热应力、热变形、热膨胀主要内容：主要介绍汽轮机的热应力、热膨胀和热变形；汽轮机寿命及如何进行汽轮机的寿命管理。

Ⅰ汽轮机的受热特点一、汽缸壁的受热特点汽轮机启停过程是运行中最复杂的工况。

在启停过程中，由于温度剧烈变化，各零部件中及它们之间形成较大的温差。

导致零部件产生较大的热应力，同时还引起热膨胀和热变形。

当应力达到一定水平时，会使高温部件遭受损伤，最终导致部件损坏。

1．汽缸的受热特点（1）启动时，蒸汽的热量以对流方式传给汽缸内壁，再以导热方式传向外壁，最后经保温层散向大气，汽缸内外壁存在温差，内壁温度高于外壁温度，停机过程则产生相反温差。

（2）影响内外壁温差的主要因素：①汽缸壁厚度δ，汽缸壁越厚，内外温差越大。

②材料的导热性能；③蒸汽对内壁的加热强弱。

加热急剧：温度分布为双曲线型，温差大部分集中在内壁一侧，热冲击时；加热稳定：温度分布为直线型，温差分布均匀，汽轮机稳定运行工况；缓慢加热：温度分布为抛物线型，内壁温差较大，实际启动过程中；2．转子的受热特点蒸汽的热量以对流方式传给转子外表面，再以导热方式传到中心孔，通过中心孔散给周围环境，在转子外表面和中心孔产生温差，温差取决于转子的结构、材料的特性及蒸汽对转子的加热程度。

Ⅱ汽轮机的热应力一、热应力热应力概念：当物体温度变化时，热变形受到其它物体约束或物体内部各部分之间的相互约束所产生的应力。

①温度变化时，物体内部各点温度均匀，变形不受约束，则物体产生热变形而没有热应力。

当变形受到约束时，则在内部产生热应力。

②物体各处温度不均匀时，即使没有外界约束条件，也将产生热应力；在温度高的一侧产生热压应力，在温度低的一侧产生热拉应力。

二、汽缸壁的热应力1．启动时，汽缸内壁为热压应力，外壁为热拉应力，且内外壁表面的热压和热拉应力均大于沿壁厚其他各处的热应力。

内壁；t E i ∆⋅-⋅-=μασ132 外壁：t E ∆⋅-⋅-=μασ1310 在停机过程中，内壁表面热拉应力，外壁表面热压应力。

汽轮机的维修管理与计划说明书一、引言汽轮机作为现代工业中的重要设备之一，承担着提供动力的关键角色。

为了确保汽轮机的正常运行和延长其使用寿命，合理的维修管理和计划是必不可少的。

本说明书将详细介绍汽轮机的维修管理和计划，以帮助相关人员进行有效的维护和维修工作，提高设备的可靠性和运行效率。

二、维修管理1. 维修需求分析在进行汽轮机维修管理之前，需对维修需求进行充分的分析。

包括定期性维修、预防性维修以及突发性故障导致的非计划性维修等。

通过维修需求分析，可制定出相应的维修计划，并安排资源和人力。

2. 维修计划制定依据维修需求，制定合理的维修计划十分重要。

维修计划内容应包括具体的维修任务、工作进度、所需资源和预估工时等。

同时，应根据维修计划制定相应的预算，并确保预算的合理利用。

3. 维修人员培训为了保证维修工作的质量和效率，维修人员的培训是必不可少的。

维修人员应具备相应的技能和知识，了解汽轮机的结构和工作原理，能够熟练操作相关设备和工具，并具备应急处理突发故障的能力。

4. 维修记录与分析在维修过程中，需详细记录每次维修的相关信息，包括维修时间、维修内容、使用的零部件和材料、维修费用等。

经过分析和比对，可根据维修记录找出常见故障和隐患，制定相应的预防措施，改进维修流程，提高维修效率和质量。

三、维修计划1. 定期检查与维护根据汽轮机的使用情况和维修记录，制定定期检查和维护的计划。

该计划包括对关键部件的检查、清洁和润滑，以及各项工作参数的监测和校准。

定期检查和维护的目的是发现问题并及时解决，避免故障的发生。

2. 预防性维修为了预防可能出现的故障，制定预防性维修计划十分必要。

该计划涵盖对潜在故障点的定期检查和维护，以及更换易损件和老化部件等。

通过预防性维修，可有效降低故障率和突发维修的频率，提高设备的可靠性和使用寿命。

3. 非计划性维修除了定期维修和预防性维修，还需应对突发的非计划性维修。

在出现故障时，应立即组织维修人员进行故障排除和修复工作。

关于汽轮机寿命使用讲义【关键词】汽轮机寿命、转子、运行、维护管理对策。

【作者单位】甘肃电力科学研究院【作者】周国强【日期】2010年12月5日1 汽轮机组的寿命年限1.1 国内机组通常使用寿命为20—25年（最长不超过30年）；1.2 国外机组通常使用寿命为30—40年；1.3 当机组接近设计寿命时，它的可靠性、可用率和效率会迅速降低。

根据北美可靠性协会的数据，50MW 和200MW 机组在投运40 年后，事故停机率将达到20%左右，继续运行则被认为是不安全和不经济。

2 何谓汽轮机组的寿命2.1 汽轮机寿命指的就是转子寿命，一般分为无裂纹寿命和剩余寿命两种。

2.2无裂纹寿命是指：转子从第一次投运开始直到产生第一条工程裂纹为止所经历的运行时间。

2.3 无裂纹寿命又称致裂寿命。

2.4 根据断裂力学分析当出现了第一条裂纹时并不意味着转子寿命的终结，还有一定的剩余寿命，而且这一部分寿命在总寿命中占有相当大的比例，只有当裂纹扩展超过临界裂纹时才会出现裂纹失稳扩展造成转子断裂。

所以剩余寿命是指从产生第一条工程裂纹开始直到裂纹扩展到临界裂纹为止所经历的安全工作时间。

2.5 无裂纹寿命和剩余寿命之和就是转子的总寿命。

3 汽轮机寿命管理汽轮机寿命管理的任务就是正确评价汽轮机部件的寿命(包括无裂纹寿命和剩余寿命)，合理分配机组服役期内各种．工况下的寿命损耗率，延长汽轮机的使用寿命。

做好机组寿命管理工作，有助于合理使用材料，充分利用设备潜力，避免灾难性事故的发生。

3.1 如何选型汽轮机组首先要看叶片的材料和热处理以及锻模的方式，一般国产比如苏州叶片厂生产的说是20年其实连续运行不到那么久，而上汽和东汽哈汽的分段热处理转子寿命理论值可达25年左右，当然修复后回用不算，而且叶片最多允许有两次修复，法国阿尔斯通的焊接转子理论寿命是40年，而且在很多电厂中也确实证明了这一点，最主要的是在汽轮机选型时要进行比质量比价格，质量是价格的关系。

汽轮机的腐蚀与防护保养汽轮机是一种重要的能源装置，广泛应用于发电厂和工业领域。

然而，在使用汽轮机的过程中，腐蚀问题是一个常见而严重的挑战。

为了保护汽轮机并延长其使用寿命，我们需要采取一系列防护保养措施。

首先，了解汽轮机腐蚀的原因非常重要。

腐蚀主要来源于水蒸汽中的氧化物、硅酸盐和杂质，它们会与金属表面发生化学反应，导致金属腐蚀。

湿式腐蚀是常见的一种类型，特别是在汽轮机的冷凝器和加热器中。

此外，高温下的氧化腐蚀也是一个重要问题，它会导致叶片和其他关键部件的损坏。

针对以上问题，我们可以采取一些防护措施来保护汽轮机。

首先，定期检查和维护湿式腐蚀容易发生的区域，如冷凝器和加热器。

清洗管道和检查隐蔽部位的堵塞情况，及时清除腐蚀产物和污染物。

其次，采取合适的水处理措施，控制水蒸汽中的杂质含量。

通过适当的水处理剂和过滤器，可以降低相关腐蚀的风险。

此外，采用合适的材料也是防护保养的重要方面。

选择能够抵抗腐蚀的高质量材料，可以有效减少腐蚀问题。

例如，使用耐蚀材料制造汽轮机中的关键部件，如叶片、管道和储气罐，可以降低腐蚀的发生。

此外，在设计和制造汽轮机时，应该考虑到腐蚀的风险因素，设计合理的防腐蚀措施，如涂覆防腐漆和增加防腐层。

最后，定期保养和维修也是延长汽轮机使用寿命的重要步骤。

定期进行清洗、维护和修复工作，可以保持系统的良好运行状态，减少腐蚀和损坏的风险。

定期更换易腐蚀的部件，注意磨损和裂纹的情况，并及时修复或更换。

在保护汽轮机免受腐蚀的同时，我们还应该关注环境保护的问题。

选择环保和可再生的能源，如天然气和生物质燃料，可以减少燃烧产生的污染和腐蚀风险。

综上所述，了解汽轮机的腐蚀问题并采取相应的防护保养措施非常重要。

通过定期检查和维护，采用适当的水处理措施以及选择高质量的材料，可以有效地减少腐蚀的风险。

定期保养和维修也是延长汽轮机使用寿命的关键步骤。

保护汽轮机免受腐蚀不仅可以确保设备的正常运行，还有利于环境保护和可持续发展。

汽轮机的设计寿命一般取决于多种因素，包括技术水平、维护管理、运行环境等。

一般来说，汽轮机的设计寿命通常为20年，但实际上，汽轮机的使用寿命可能会因为上述因素而有所变化。

例如，如果汽轮机的技术水平高，质量可靠，那么其使用寿命通常会较长。

相反，如果汽轮机的技术水平较低，或者维护管理不到位，那么其使用寿命可能会缩短。

此外，汽轮机的运行环境也会影响其使用寿命。

例如，在高温、高湿、多尘等恶劣环境下运行的汽轮机，容易出现故障，从而降低其使用寿命。

因此，要确保汽轮机能够长期稳定运行，不仅需要提高其设计水平，还需要加强对其维护和管理的力度，以及改善其运行环境。

以上内容仅供参考，如需获取更多关于国产汽轮机组设计寿命的信息，建议咨询专业人士或者查阅相关文献资料。