我國大型汽輪機葉片運行狀況的研究和對策-中國電力設備管理網(編輯修改稿)
2025-07-21 23:08 本頁面
【文章內容簡介】 靜子)2 末級長葉片損傷2．1 葉片型線下部普遍存在出汽邊水沖蝕 末級葉片型線下部出汽邊的水沖蝕損傷是200 MW、300 MW及600 MW以上等大型汽輪機的共同問題。以往66680、700 mm葉片的出汽邊都有明顯的水沖蝕，而如今86900、1 000 mm葉片以及進口機組的660、851 mm等葉片出汽邊也程度不同地出現水沖蝕損傷，末級葉片出汽邊的水沖蝕損傷已成為影響大機組安全運行的普遍問題，應給予高度重視?！ 〕銎吽疀_蝕所造成的后果不僅使葉柵的氣動性能惡化，級效率降低，更嚴重的是對汽輪機的安全運行造成威脅。水沖蝕形成的鋸齒狀毛刺造成應力集中以及減小葉型根部截面的面積，還會影響到葉片的振動特性，大大地削弱葉片的強度，這就增加了末級葉片斷裂的危險性。2．1．1 出汽邊水沖蝕機理 汽輪機在低負荷運行時，末幾級的工況變化最大。隨著機組功率的增大，低壓級組子午流道擴張角增大，葉高增加，當其相對設計工況的容積流量急劇減小時，會 使流場參數發(fā)生很大變化。末級長葉片在小容積流量、真空工況運行，葉片底部會出現較大的負反動度，結果對設計不良的動葉片下半部造成大范圍的回流區(qū)。負荷 越低回流區(qū)越大，在起動和并網初始，回流范圍甚至擴大到整個排汽缸。大功率凝汽式汽輪機的末級排汽濕度總是比較大的，末級動葉后汽流中攜帶有大量的水滴， 回流的蒸汽運移著水滴沖擊在高速旋轉的動葉片下半部的出汽邊。對某些設計過時的葉片，在低負荷或高背壓時，會產生大范圍的回流，甚至達到葉高的2/3以 上，對于這類葉片，出汽邊的水沖蝕就變得非常嚴重。另外，當排汽缸噴水裝置設計、安裝不當或噴水過量時，會加重出汽邊的水沖蝕。2．1．2 典型出汽邊水沖蝕 (1)吳涇電廠112號機為上海汽輪機廠引進美國西屋公司技術制造的亞臨界、中間再熱、雙缸雙排汽、單軸凝汽式300 MW汽輪機，末級葉片高度869 mm。2臺機組分別于1991年和1992年底并網發(fā)電。投運后不久即開始每晚6～8 h低負荷調峰運行，表現出良好的調峰性能。但第1次大修時就發(fā)現末級葉片根部出汽邊水沖蝕嚴重，1995年上半年對12號機進行了首次大修，發(fā)現汽輪機轉 子末2級（尤其末級）葉片的出汽邊背弧側靠葉根處水沖蝕痕跡明顯，平均水沖蝕高度約為100～200 mm。分析認為根部設計反動度較小，在小容積流量下運行，根部反動度出現負值，產生回流沖蝕所致。2臺機組大修中檢查，還發(fā)現末級長葉片頂部進汽側水沖蝕 嚴重，特別是每組首末2片更為嚴重，而司太立合金片寬度只有10 mm，葉片水沖蝕寬度達20 mm?！ ?2)姚孟電廠1號機為上海汽輪機廠生 產的300 MW機組，末級葉片高度700 mm。汽輪機并網運行700 h后，揭缸發(fā)現末級葉片出汽邊背弧側有嚴重的水沖蝕痕跡，從葉根算起的100～250 mm和沿出汽邊算起的5～7 mm區(qū)域里呈粗砂布狀。在以后的幾次揭缸中，發(fā)現水沖蝕日趨嚴重。到1990年大修時（累計運行約8104 h），水沖蝕區(qū)域已擴展成從葉根開始至離葉根400 mm、寬10 mm的寬廣范圍?！?mm的蜂窩狀組織,出汽邊已穿透,呈鋸齒狀。經制造廠鑒定不能繼續(xù)使用。大修中更換了2級葉片（低壓I缸和低壓II缸的左旋側），并采用了制造廠重新提供 的低負荷噴水方式。投運約100 h后，揭缸發(fā)現末級葉片出汽邊背弧側的水沖蝕更嚴重，相當于第1次安裝后運行10 000 h后其末級葉片幾乎沒有水沖蝕痕跡。分析認為，姚孟電廠國產300 MW汽輪機在低負荷噴水方向、內缸端部的遮水環(huán)板、錐形殼體及捕水平層、軸封蒸汽收集室等結構方面與ALSTHOM汽輪機存在差異，形成了影響水沖蝕的結 構因素。 (3)江油電廠8號機為法國ALSTHOM公司制造的300 MW汽輪機，末級葉片高度1 044 mm，出汽邊觀察到有輕微的水沖蝕?！ ?4)天津大港發(fā)電廠裝有4臺意大利進口320 MW汽輪機組。汽輪機末級葉片長度為851 mm，在過去低負荷運行中，由于負反動
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