摘要：对影响汽轮机通流效率的各项因素的分类阐述, 以及对其作用机理的分析, 本文介绍了汽轮机通流状态经济性评估技术。特别是通过对某一660MW 大型汽轮机通流状态评估实例的介绍, 进一步证明了汽轮机通流状态评估技术在汽轮机检修决策中的优点与重要作用。预计汽轮机通流状态评估技术在未来大型汽轮机通流效率分析及检修决策中具有广泛的应用前景, 希望本文能为未来的汽轮机通流状态评估技术的工程应用, 起到积极的推进作用。
关键词：汽轮机；通流状态；评估
目前，国内汽轮机在大修中普遍采用标准的大修项目进行维修，但由于机组运行状态及汽轮机型式上的差别，每台汽轮机在大修中的检修重点及策略并不相同。汽轮机通流部分经济性，存在着各种多变的影响因素。例如汽封间隙改变、通流部分叶片表面结垢、叶片叶型受损、叶片表面粗糙度增大等。现场工作中，缺少一种实用的方法或工具对影响汽轮机通流部分经济性的各项因素进行定量的分析和计算，造成汽轮机大修中无法确定检修的重点和主要控制目标。进行汽轮机通流部分经济性状态评估后，可以利用相关的分析工具软件对影响汽轮机通流部分经济性的因素进行有效分析及计算，为电厂大修中汽轮机检修提供检修重点。
一、汽轮机通流状态经济性评估的概念
汽轮机通流状态经济性评估，重点是对汽轮机本体的通流部分的经济性进行评估，通过评估来确定本体因素中影响通流效率的主要因素，并提供定量的影响数据。完整的汽轮机通流状态经济性评估，包括以下几方面的内容:对影响汽轮机通流效率的汽轮机内部通流状态进行完整的检查;根据大修中现场检查得到的数据，采用专用评估工具进行定量的评估，确定出影响通流部分效率的各因素影响的定量数据;向电厂检修部门提供评估计算结果，并确定本次汽轮机大修中的检修重点部位及检修策略。
1、影响汽轮机通流效率的因素。大多数汽轮机内的损失可以归为两种类型，即非泄漏损失或泄漏造成的损失。造成这两类损失的主要因素如下:1) 泄漏损失。动叶顶部径向密封损失; 静叶汽封或级间汽封; 端部汽封或轴封; 其它泄漏( 平衡孔堵头、内缸、密封环等) 。2) 非泄漏损失。通流损坏，包括固体颗粒侵蚀、叶片表面沉积物、机械外物对叶片损坏等; 叶片表面粗糙度增加; 叶片围带沉积物; 叶片出汽边厚度增加。这些因素，均不同程度地对汽轮机通流效率产生影响，但其产生作用的机理是不同的。
2、影响汽轮机通流效率的因素的作用机理分析。1) 蒸汽泄漏偏离设计状态。汽轮机内部各种位置汽封及缸内的泄漏均属于这种类型。蒸汽泄漏偏离设计，直接造成部分蒸汽无法在级内正常做功，从而影响汽轮机效率。2) 表面粗糙度增加造成额外的磨擦损失。例如，在高压缸内通流级相比中、低压缸而言，在更高的雷诺数下运行，雷诺数越高，边界层厚度越薄，则表面粗糙物更易于穿越层流区，产生额外的磨擦损失。3) 固体颗粒侵蚀的作用机理。由于固体颗粒侵蚀可直接造成汽轮机通流效率的降低及运行成本增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆固体颗粒侵蚀造成汽轮机内部效率降低主要是由于以下方面的原因:①动叶进口汽流角度处在非设计状态; ②动叶及静叶的型线损失; ③静叶片上的汽流分离; ④叶片出汽侧流动损失增加; ⑤汽轮机叶片表面粗糙度增加; ⑥由于颗粒物造成的径向叶顶汽封间隙增加。这些原因中汽轮机叶片表面粗糙度增加，可由叶片表面粗糙度增加的影响因素来进行分析; 径向叶顶汽封间隙增加，可由汽封间隙增加的影响因素来进行定量分析。
4) 叶片表面沉积物的作用机理。叶片表面的沉积物会产生两个效果，一方面由于沉积物使叶片表面粗糙度增加，降低了通流级的效率; 另一方面，由于表面沉积物的存在，使叶片之间通流面积减少。5) 机械外物对叶片损坏的作用机理。外物对叶片损坏后，一方面改变了叶片的形状，造成某一级通流面积的增大或减小; 另一方面，根据叶片损坏后的形状改变，必须对其影响级效率的程度进行评估。6) 动叶叶顶围带沉积物的作用机理。动叶叶顶围带沉积物存在后，会对动叶叶顶区域的蒸汽流动产生扰动，并产生额外的端部损失。7) 叶片出汽边厚度增加对级效率的作用机理。在设计中，叶片出汽边厚度一般在保证叶片强度的前提下尽量保持较薄，以减小叶片出口气流分离产生的损失。如运行或检修中，叶片出汽边厚度增加( 如对叶片出汽边进行焊补处理)后，会增加叶片出口气流分离，产生额外的扰流，影响通流级的效率。
二、汽轮机通流状态经济性评估技术的现场应用
某新建660MW 发电机组，汽轮机为某汽轮机厂生产的CLNZK660 － 24． 2 /566 /566 型超临界、一次中间再热、单轴、二缸二排汽、直接空冷凝汽式汽轮机。汽轮机通流部分共28 级，其中高压缸有1 个单列调节级+ 9 个压力级，中压缸共6 个压力级，低压缸采用双流反动压力级，共2 × 6 级。汽轮机总长为27． 10m，低压末级叶片高度为939． 8mm。
1、开缸后通流状态检查结果。对汽轮机开缸后的通流状态进行了测量和评估，如高压缸为例。
2、开缸后通流状态评估结果。本次汽轮机通流状态经济性评估采用专用评估软件进行评估。将现场检查测量数据输入评估软件进行计算，从计算结果来看，影响汽轮机通流效率的主要因素是叶片表面粗糙度增加，其次是汽轮机汽封泄漏，包括汽轮机轴封泄漏、叶顶汽封泄漏及级间汽封泄漏; 汽轮机通流损坏因素主要是汽轮机叶片表面沉积物。根据汽轮机大修后开缸的通流状态经济性评估结果，可以确定汽轮机大修中的重点为叶片表面打磨及清理，以及汽轮机轴封间隙的调整。
结论
对影响汽轮机通流效率的各项因素的作用机理进行了定性分析，并对汽轮机通流状态经济性评估的基本概念进行了阐述。进行汽轮机通流部分经济性状态评估后，可以利用相关的分析工具软件对影响汽轮机通流部分经济性的因素进行有效分析及计算，为电厂大修中汽轮机的检修提供检修的重点。
参考文献
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论文作者:郑文亮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/21
标签：通流论文; 汽轮机论文; 叶片论文; 状态论文; 沉积物论文; 效率论文; 表面论文; 《电力设备》2017年第19期论文;