N3-2.35汽轮机主蒸汽压力及温度低于额定规范的运行研究

　　1 汽轮机在中空窑余热电站中的运行特点
　　余热锅炉蒸发量的大小及过热蒸汽压力温度的高低决定汽轮机负荷的大小，中空窑排出的烟气量大小及烟气温度的高低决定余热锅炉蒸发量的大小及过热蒸汽压力温度的高低。因此，中空窑的运转工况决定汽轮机负荷的大小，汽轮机负荷随中空窑运转工况的波动而波动。

　　由于中空窑运转工况的波动，汽轮机经常在主蒸汽压力温度低于额定规范的工况下运行。

　　2 汽轮机主要规范(表1)

表1 汽轮机主要规范

　　3 研究主蒸汽压力温度低于额定规范的意义
　　汽轮机组运行规程(现场规程)规定主蒸汽压力温度降低减负荷，并规定停机的主蒸汽压力温度下限。一是为了汽轮机的安全，延长汽轮机的使用年限；二是为了减少停机时间，多发电，提高经济性。

　　4  现场规程的一般规定
　　现场规程是按水电部汽轮机组运行规程(典型规程)及汽轮机制造厂N3-2．35汽轮机使用说明书制订的。

　　4.1 主蒸汽压力低于额定规范的规定
　　主蒸汽压力低于2．158MPa时减负荷。当事故油泵为汽动油泵时，主蒸汽压力低于l．57MPa时停机。当事故油泵为直流电动油泵时，主蒸汽压力低于0．79MPa时停机。

　　4.2  主蒸汽温度低于额定规范的规定
　　主蒸汽温度低于370℃时减负荷，低于300℃时停机。

　　5  对现场规程规定的评价
　　5.1主蒸汽压力
　　现场规程规定停机压力是按汽动油泵或抽气器最低运行压力要求提出的，是合理的。规定主蒸汽压力低于2．158MPa时减负荷，但没有提出压力降低应对应的负荷值。

　　主蒸汽温度排汽压力为额定值，主蒸汽压力低于2.3344MPa时，若汽轮机负荷不减小，必将使全机蒸汽流量超过额定值，使轴向推力过大，这是危险的。因此，主蒸汽压力降低时，汽轮机负荷必须控制在安全范围内。

　　5.2  主蒸汽温度
　　现场规程规定主蒸汽温度低于370℃时减负荷，但没有规定温度降低应对应的负荷值。当主蒸汽压力排汽压力为额定值，若调速汽门开度不变，则比容减小使质量流量增大，比焓降随温度减小而减小，但比焓降减小反动度增大，使汽轮机轴向推力增大。末级叶片由于流量增大，热焓降显著增大，叶片和隔板过负荷。因此，主蒸汽温度降低，应规定相对应的负荷值，以保证汽轮机的安全运行。

　　该汽轮机由一个调节级及八个压力级组成，第八压力级叶片为2Crl3不锈钢制成，其余各级叶片均为1Crl3不锈钢制成。有良好的抗腐蚀、抗侵蚀性能。

　　主蒸汽温度的降低会引起低压级温度的增加，加剧了对低压级叶片的冲蚀作用，降低汽轮机的使用寿命。因此，凝汽式汽轮机末级可见湿度(在h-S图上查得的湿度)应控制在12%～14%以内。

　　表2 部分国产汽轮机额定功率设计排汽湿度

　　部分国产汽轮排汽湿度见表2，从表2中可以看出，12MW及<12MW机组，由于排汽压力高，排汽湿度在10%以内。其余机组排汽湿度均在12%左右，这些机组曾在我国各发电厂安全运行达30年以上，实践证明排汽湿度的规定是安全可靠的。

　　现场规程规定主蒸汽湿度低于300℃停机，当主蒸汽压力及排汽压力为额定值时，其排汽湿度为10.7%。该规定停机温度偏高，建议将停机温度规定为270℃，此时，排汽湿度为11.8%，在安全范围内。在运行中，主蒸汽温度降低而主蒸汽压力为额定值的工况非常少，绝大多数情况下同时下降，此时，排汽湿度将减小。当排汽压力为额定值，主蒸汽压力0.8MPa，主蒸汽温度270℃时，排汽湿度为4%。第八压力级(末级)前设有疏水系统，使排汽湿度减小。

　　6 主蒸汽压力降低汽轮机最大功率的计算
　　主蒸汽温度、排气压力为额定值，主蒸汽压力降低汽轮机最大功率计算结果见表3。

表3  主蒸汽温度排汽压力为额定值主蒸汽压力降低汽轮机最大功率计算结果表

　　7  主蒸汽温度降低汽轮机最大功率的计算
　　主蒸汽压力、排气压力为额定值，主蒸汽温度降低汽轮机最大功率计算结果见表4。

表4  主蒸汽压力排汽压力为额定值主蒸汽温度降低汽轮机最大功率计算结果表

　　8 主蒸汽压力温度同时降低汽轮机最大功率的计算
　　排汽压力为额定值，主蒸汽压力温度同时降低汽轮机最大功率计算结果见表5。

表5 排汽压力为额定值主蒸汽压力温度同时降低汽轮机最大功率计算结果表