N3-2.35汽輪機主蒸汽壓力及溫度低于額定規(guī)范的運行研究
1 汽輪機在中空窯余熱電站中的運行特點
余熱鍋爐蒸發(fā)量的大小及過熱蒸汽壓力溫度的高低決定汽輪機負(fù)荷的大小，中空窯排出的煙氣量大小及煙氣溫度的高低決定余熱鍋爐蒸發(fā)量的大小及過熱蒸汽壓力溫度的高低。因此，中空窯的運轉(zhuǎn)工況決定汽輪機負(fù)荷的大小，汽輪機負(fù)荷隨中空窯運轉(zhuǎn)工況的波動而波動。
由于中空窯運轉(zhuǎn)工況的波動，汽輪機經(jīng)常在主蒸汽壓力溫度低于額定規(guī)范的工況下運行。
2 汽輪機主要規(guī)范(表1)
表1 汽輪機主要規(guī)范
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型號 |
N3-2.35 |
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額定功率，kW |
3000 |
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進(jìn)汽壓力(絕)，MPa |
2.354±0.196 |
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進(jìn)汽溫度，℃ |
390±1020 |
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排汽壓力(絕)，MPa |
0.0103 |
3 研究主蒸汽壓力溫度低于額定規(guī)范的意義
汽輪機組運行規(guī)程(現(xiàn)場規(guī)程)規(guī)定主蒸汽壓力溫度降低減負(fù)荷，并規(guī)定停機的主蒸汽壓力溫度下限。一是為了汽輪機的安全，延長汽輪機的使用年限；二是為了減少停機時間，多發(fā)電，提高經(jīng)濟性。
4 現(xiàn)場規(guī)程的一般規(guī)定
現(xiàn)場規(guī)程是按水電部汽輪機組運行規(guī)程(典型規(guī)程)及汽輪機制造廠N3-2．35汽輪機使用說明書制訂的。
4.1 主蒸汽壓力低于額定規(guī)范的規(guī)定
主蒸汽壓力低于2．158MPa時減負(fù)荷。當(dāng)事故油泵為汽動油泵時，主蒸汽壓力低于l．57MPa時停機。當(dāng)事故油泵為直流電動油泵時，主蒸汽壓力低于0．79MPa時停機。
4.2 主蒸汽溫度低于額定規(guī)范的規(guī)定
主蒸汽溫度低于370℃時減負(fù)荷，低于300℃時停機。
5 對現(xiàn)場規(guī)程規(guī)定的評價
5.1主蒸汽壓力
現(xiàn)場規(guī)程規(guī)定停機壓力是按汽動油泵或抽氣器最低運行壓力要求提出的，是合理的。規(guī)定主蒸汽壓力低于2．158MPa時減負(fù)荷，但沒有提出壓力降低應(yīng)對應(yīng)的負(fù)荷值。
主蒸汽溫度排汽壓力為額定值，主蒸汽壓力低于2.3344MPa時，若汽輪機負(fù)荷不減小，必將使全機蒸汽流量超過額定值，使軸向推力過大，這是危險的。因此，主蒸汽壓力降低時，汽輪機負(fù)荷必須控制在安全范圍內(nèi)。
5.2 主蒸汽溫度
現(xiàn)場規(guī)程規(guī)定主蒸汽溫度低于370℃時減負(fù)荷，但沒有規(guī)定溫度降低應(yīng)對應(yīng)的負(fù)荷值。當(dāng)主蒸汽壓力排汽壓力為額定值，若調(diào)速汽門開度不變，則比容減小使質(zhì)量流量增大，比焓降隨溫度減小而減小，但比焓降減小反動度增大，使汽輪機軸向推力增大。末級葉片由于流量增大，熱焓降顯著增大，葉片和隔板過負(fù)荷。因此，主蒸汽溫度降低，應(yīng)規(guī)定相對應(yīng)的負(fù)荷值，以保證汽輪機的安全運行。
該汽輪機由一個調(diào)節(jié)級及八個壓力級組成，第八壓力級葉片為2Crl3不銹鋼制成，其余各級葉片均為1Crl3不銹鋼制成。有良好的抗腐蝕、抗侵蝕性能。
主蒸汽溫度的降低會引起低壓級溫度的增加，加劇了對低壓級葉片的沖蝕作用，降低汽輪機的使用壽命。因此，凝汽式汽輪機末級可見濕度(在h-S圖上查得的濕度)應(yīng)控制在12%～14%以內(nèi)。
表2 部分國產(chǎn)汽輪機額定功率設(shè)計排汽濕度
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序號 |
型號 |
排氣壓力，MPa |
排汽干度，% |
排氣濕度，% |
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1 |
N3-2.35 |
0.0103 |
0.915 |
8.5 |
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2 |
31-6-4 |
0.0085 |
0.9265 |
7.35 |
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3 |
N12-3.43-1 |
0.0069 |
0.9138 |
8.62 |
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4 |
31-25-2 |
0.0049 |
0.884 |
11.6 |
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5 |
31-25-7 |
0.0058 |
0.8943 |
10.57 |
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6 |
54-25-1 |
0.0049 |
0.879 |
12.1 |
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7 |
51-50-1 |
0.0049 |
0.8861 |
11.39 |
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8 |
N50-8.82 |
0.0046 |
0.8845 |
11.55 |
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9 |
51-50-3 |
0.0049 |
0.8823 |
11.77 |
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10 |
N75-8.82-1 |
0.0054 |
0.8873 |
11.27 |
部分國產(chǎn)汽輪排汽濕度見表2，從表2中可以看出，12MW及<12MW機組，由于排汽壓力高，排汽濕度在10%以內(nèi)。其余機組排汽濕度均在12%左右，這些機組曾在我國各發(fā)電廠安全運行達(dá)30年以上，實踐證明排汽濕度的規(guī)定是安全可靠的。
現(xiàn)場規(guī)程規(guī)定主蒸汽濕度低于300℃停機，當(dāng)主蒸汽壓力及排汽壓力為額定值時，其排汽濕度為10.7%。該規(guī)定停機溫度偏高，建議將停機溫度規(guī)定為270℃，此時，排汽濕度為11.8%，在安全范圍內(nèi)。在運行中，主蒸汽溫度降低而主蒸汽壓力為額定值的工況非常少，絕大多數(shù)情況下同時下降，此時，排汽濕度將減小。當(dāng)排汽壓力為額定值，主蒸汽壓力0.8MPa，主蒸汽溫度270℃時，排汽濕度為4%。第八壓力級(末級)前設(shè)有疏水系統(tǒng)，使排汽濕度減小。
6 主蒸汽壓力降低汽輪機最大功率的計算
主蒸汽溫度、排氣壓力為額定值，主蒸汽壓力降低汽輪機最大功率計算結(jié)果見表3。
表3 主蒸汽溫度排汽壓力為額定值主蒸汽壓力降低汽輪機最大功率計算結(jié)果表
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序號 |
主蒸汽壓力，MPa |
汽輪機功率，kW |
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1 |
2 |
2470 |
|
2 |
1.75 |
2110 |
|
3 |
1.5 |
1770 |
|
4 |
1.25 |
1420 |
|
5 |
1 |
1090 |
|
6 |
0.8 |
840 |
7 主蒸汽溫度降低汽輪機最大功率的計算
主蒸汽壓力、排氣壓力為額定值，主蒸汽溫度降低汽輪機最大功率計算結(jié)果見表4。
表4 主蒸汽壓力排汽壓力為額定值主蒸汽溫度降低汽輪機最大功率計算結(jié)果表
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序號 |
主蒸汽溫度，℃ |
汽輪機功率，kW |
|
1 |
370 |
3000 |
|
2 |
350 |
2900 |
|
3 |
330 |
2860 |
|
4 |
310 |
2810 |
|
5 |
290 |
2760 |
|
6 |
270 |
2710 |
8 主蒸汽壓力溫度同時降低汽輪機最大功率的計算
排汽壓力為額定值，主蒸汽壓力溫度同時降低汽輪機最大功率計算結(jié)果見表5。
表5 排汽壓力為額定值主蒸汽壓力溫度同時降低汽輪機最大功率計算結(jié)果表
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序號 |
主蒸汽壓力，MPa |
主蒸汽溫度，℃ |
汽輪機功率，kW |
|
1 |
2 |
370 |
2430 |
|
2 |
1.75 |
350 |
2040 |
|
3 |
1.50 |
330 |
1670 |
|
4 |
1.25 |
310 |
1320 |
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5 |
1 |
290 |
990 |
|
6 |
0.8 |
270 |
750 |
編輯：
監(jiān)督：0571-85871513
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