汽轮机高压缸喷嘴组损坏原因分析及应对措施研究

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电力技术
1 概述
  北京北重汽轮电机有限责任公司生产的N330—17.75/540/540型汽轮机为亚临界、一次中间再热、单轴三缸双排汽、冲动凝汽式汽轮机。汽轮机本体为三缸双排汽,单轴布置的冲动、凝汽式机组。采用喷嘴配汽方式。转动方向从汽机向发电机看为逆时针方向。高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上,使装有叶片排的转子旋转,同时对外作功。2018年07月,汽轮机高压缸喷嘴组解体发现喷嘴组损坏,在高压内缸上下部挂耳处存在明显切压痕迹如图1,炉侧下喷嘴组挂耳处下部磨损约0.5mm,电侧下喷嘴组挂耳处上部磨损约1mm。表明高压缸喷嘴组损坏。
汽轮机高压缸喷嘴组损坏原因分析及应对措施研究
张志阳,陈洪利,孝延军,刘洪亮(大唐珲春发电厂,吉林 延边 133000)
摘 要:本文介绍北重330MW 汽轮机高压缸喷嘴组损坏的原因及应对措施,对可能产生高压缸喷嘴组
中间道路损坏得问原因进行了分析,详细介绍了针对现场情况高压缸喷嘴组损坏后的处理方案、处理过程和处理效果,对同类型机组的设计、安装、调试具有一定的借鉴。关键词:330MW;汽轮机;喷嘴组;受力分析 DOI:10.16640/jki.37-1222/t.2019.14.145
象判断,在汽轮机喷嘴挂耳处产生明显切压痕迹,导致喷嘴组产生旋转变形,但通过对比汽缸材质与进行金属检测表明材质均为2Cr11NiMoVNbNB 系列。(2)弹簧失效导致喷嘴组损坏。通过汽轮机喷嘴组汽封环损坏现象判断,弹簧失效,下部汽封环汽封块之间产生间隙,高温高压蒸汽从间隙中漏泄产生汽封块端面冲刷如图2最终导致汽封块冲刷汽蚀,但左右汽封间隙及汽封齿不会产生磨损。(3)挂耳接触面积小导致喷嘴组损坏。根据喷嘴受力表明,喷嘴组在运行中承受顺时针旋转现象。表明喷嘴组承受蒸汽力,喷嘴组运行中时刻需要克服蒸汽力进行做功,蒸汽力最终反应在喷嘴组两侧挂耳处,因此,根据p=F/s,挂耳的接触面积与承受的力成正比,机组运行中挂耳受力面积越小,喷嘴组所承受的压力就越大,产生的切压力越大。  分析结论:
真空注型机  汽轮机高压缸喷嘴组损坏为两方面原因:原因一,汽封弹簧失效导致汽封块端面产生冲刷,最终损坏;原因二,喷嘴组挂耳受力面积过小导致未能克服蒸汽力产生顺时针旋转,造成喷嘴组挂耳处损坏及左右汽封块磨损。
4 处理方案
  根据喷嘴组损坏的原因,进行处理如下:
tsmm  (1)重新校核汽封弹簧材质、弹性力、热处理工艺,根据运行工况,重新选用符合条件的汽封弹簧。(2)重新校正运行工况下的蒸汽力与挂耳面积的压比,根据压比重新制作新挂耳进行安装,同时对气缸、喷嘴组损坏处进行修复。
5 处理后的运行情况
  为进一步验证此次处理方案的实施效果,机组重新点火启动及运行过程中,分别在50%、75%、100%工况下对汽轮机2瓦处振动,瓦温、气缸温度、缸内声音进行监视,未见异常现象,相同负荷下主汽流量明显优于修前值。油品分析
6 结束语
  针对北重330MW 汽轮机高压缸喷嘴组损坏的原因,要充分考虑蒸汽对高压缸喷嘴组产生力或力矩,要严格按厂家设计进行施工,选用材质、质量合格的备品备件,确机组稳定运行。
参考文献:
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[4]邹军.北重330MW 汽轮机高压转子自激振动问题分析和处理[J].能源研究与管理
,2017,12(15).
变压器防盗器图1                                              图
2
2 解体检查情况
  在汽轮机高压缸解体后检查测量发现具体情况如下:  (1)高压缸喷嘴组炉侧汽封块磨损如图2:汽封齿磨损,汽封块背弧磨损。(2)高吊出高压转子发现,汽封环,水平中分面与垂直中分面,汽封块
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同汽封块接触端面汽蚀严重如
图3
图2。(3)检查汽封块退让,发现退让不合格,拆除汽封块弹簧,发现汽封块弹簧失效,将失效弹簧与新弹簧对比如图3,弹簧相差将近8mm,将失效弹簧与高压其它级旧弹簧相比,发现高压其它级弹簧存在3-7mm 偏差不等,均为失效弹簧如图3。
3 高压缸喷嘴组损坏分析
  汽轮机喷嘴是一个截面形状特殊且不断变化的通道。蒸汽进入喷嘴后发生膨胀、消耗了蒸汽的压力能,即消耗了蒸汽的热能,蒸汽的压力及温度都下降了,而蒸汽的流速却增加了,获得了高速气流。喷嘴的作用就是将蒸汽的热能转变为动能。因此汽轮机喷嘴组要求具有足够的刚度和强度,能够承受压差力、热应力,且不会变成锥形,同时有合理的支承和定位,并且便于加工和安装。因此本机组采用挂耳与下缸立键固定的方式固定喷嘴体,采用汽封环与汽封弹簧的设计方式进行补偿间隙,减少蒸汽损失。
  (1)材质问题导致喷嘴组损坏。通过汽轮机喷嘴组损坏现

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