改善汽轮机低压缸末级叶片调峰性能的探讨.doc

改善汽轮机低压缸末级叶片调峰性能的探讨王家楹（浙江省电力公司  浙江  杭州  310007）   摘 要：大型汽轮机参与电网调峰运行，在低负荷、小容积流量下将会产生动叶出汽边水蚀、叶片颤振等新问题，对此分析了其产生的机理，提出改进措施。    关键词：汽轮机调峰  性能  改进 随着电网用电负荷特性的变化，对燃煤机组的调峰要求也越来越高。但对于早些年按基本负荷运行设计的汽轮机发电机组，当采用低负荷的调峰运行方式时，由于机组偏离了原设计工况，经济性和可靠性均受到影响。对汽轮机本体来讲，调峰机组频繁的起停及变工况运行，增加了机组的低周疲劳，其影响部位主要为旋转件：如转子和叶片及汽缸等部位。统计表明，低压缸叶片损坏的数量约占全部损坏叶片数的85，而末级和次末级叶片损坏数约占低压缸叶片损坏数的75。例如：镇海电厂200 MW机组经过一段调峰工况的运行后，曾发现汽轮机末级叶片冲蚀严重。在小容积流量工况下，由于流动情况的改变，末级叶片受到的影响分析如下。1 动叶出汽边水蚀    小容积流量时，原设计流场被破坏，末级叶片沿叶高的热力参数将重新分布，沿汽缸壁和叶轮的汽流发生了分离，汽流在动叶片根部和静叶栅出口顶部出现汽流脱离，形成倒涡流区。整个汽道只通过小部分汽流，相对的容积流量越小，旋涡区越大，分离的相对高度也就越大，图1为某机组末级叶片（叶根反动度为0.005）的测试数值。末级叶片反动度设计的大小对低负荷下分离程度有着显著的影响。根部反动度设计值越小，当容积流量减少而偏离设计值方向时分离的越早，分离的相对高度也越大，反之亦然。     对原200MW汽轮机末级叶片做各种负荷完全平衡计算，计算结果表明：当负荷低于60时，根部出现负反动度，当负荷降低至40时，根部反动度达19，同负反动度一起出现的是动叶前后近根部的递压梯度，此时动叶后的静压力将大于动叶前的静压力，在这种汽流条件下将使叶型表面的附面层增厚乃至脱离，为在根部区形成一个较大的倒涡流区造成外部条件。当汽流在动叶片根部和静叶栅出口顶部出现汽流脱离，形成倒涡流区时，由于末级排汽湿度大，汽流中夹带的水滴随蒸汽倒流冲击叶栅。水冲蚀使得根部截面积减小，大大削弱了其强度，对机组的安全运行造成了威胁。2 动叶片颤动    末级叶片颤动也是低负荷运行时经常发生的。颤动即自激振动，是当叶片表面蒸汽流发生脱离现象形成涡流所致。图2为汽机测试所得的动应力随相对容积流量的关系曲线，在0.41.0范围内，动应力随负荷的降低而减小，进一步降低容积流量，动应力开始上升，当容积流量为0.2附近达到最大，然后随容积流量的减少急剧下降至零。图中虚线为假设有汽流脱离时的动应力。    在容积流量减小时，激振力的频率并没有变化，所以这种动应力突增现象无法用强迫振动予以解释。由于动应力突增现象是发生在小容积流量工况，所以小容积流量工况的气动特性是引起动应力突增的根源。在小容积流量工况下，动叶根部区域由于汽流脱离所造成的涡流和叶预处的汽流偏转而激发了叶片的自激振动。即使在设计工况下调开叶片的固有频率，仍有可能由于自激振动而落入共振区，使叶片的动应力突增。研究表明，引起汽轮机叶片在小容积流工况下动应力突增的是流体自激振动中的失速颤振。失速汽流对叶片所作的正功小于机械阻尼所消耗的功时，叶片从汽流吸收的能量不断被机械阻尼所消耗，叶片振动的振幅逐渐衰减，振动趋于消失。反之，叶片从汽流吸收的能量不断增加，叶片振动的振幅逐步加大，于是发生颤振。3 降低叶片水浊和振动的措施    以上分析可知动叶根部汽流脱离旋涡是造叶栅水蚀和动叶颤振的主要原因，而根部汽流脱离旋涡乃是根部反动度所致，所以从根部增大反动度，避免在小容积流量下出现负值是解决末级叶片水蚀和颤振的有力措施之一。以镇海电厂的4台220 MW机组为例对汽机末级叶片进行改造，动叶根部反动度提高至16，可避免根部区域的倒涡流形成。经一年多的运行，开缸检查末级叶片的水蚀情况得到很大的改善。叶片水蚀的情况得到了控制，大大提高了机组的调峰性能。应注意的问题还有： （1）在设备选型时，要针对低负荷运行对末级叶片的影响进行叶片选型论证。在汽流设计上精心选择动叶和静叶的最合适的配合流型，选用对冲角不敏感的叶型，增大叶片反动度。同时制造厂在末级动叶根部区域出汽边背弧侧应采用硬质合金以防水蚀。 （2）低压缸喷雾装置用于控制汽缸温升，应有较好的效果：一是严密性好，停开方便，灵敏精确。二是雾化效果好，无大粒水或水柱。三是喷射方向安装正确，保证顺流，避开末级叶片，使水蚀减少到最低限度。 （3）低负荷运行时，应控制真空，减少排汽湿度，减轻叶片颤动。 （4）用寿命管理制定合适的机组调峰负荷曲线，降低机组的寿命损耗和部件的损坏机率。    （5）根据200 MW等级汽轮机的设计特点，调峰的幅度宜控制在不低于50负荷为宜。我的大学爱情观1、什么是大学爱情：大学是一个相对宽松，时间自由，自己支配的环境，也正因为这样，培植爱情之花最肥沃的土地。大学生恋爱一直是大学校园的热门话题，恋爱和学业也就自然成为了大学生在校期间面对的两个主要问题。恋爱关系处理得好、正确，健康，可以成为学习和事业的催化剂，使人学习努力、成绩上升；恋爱关系处理的不当，不健康，可能分散精力、浪费时间、情绪波动、成绩下降。因此，大学生的恋爱观必须树立在健康之上，并且树立正确的恋爱观是十分有必要的。因此我从下面几方面谈谈自己的对大学爱情观。2、什么是健康的爱情：1) 尊重对方，不显示对爱情的占有欲，不把爱情放第一位，不痴情过分；2) 理解对方，互相关心，互相支持，互相鼓励，并以对方的幸福为自己的满足; 3) 是彼此独立的前提下结合；3、什么是不健康的爱情：1)盲目的约会，忽视了学业;2)过于痴情，一味地要求对方表露爱的情怀，这种爱情常有病态的夸张;3)缺乏体贴怜爱之心，只表现自己强烈的占有欲;4)偏重于外表的追求;4、大学生处理两人的在爱情观需要三思：1. 不影响学习：大学恋爱可以说是一种必要的经历，学习是大学的基本和主要任务，这两者之间有错综复杂的关系，有的学生因为爱情，过分的忽视了学习，把感情放在第一位；学习的时候就认真的去学，不要去想爱情中的事，谈恋爱的时候用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。2. 有足够的精力：大学生活，说忙也会很忙，但说轻松也是相对会轻松的！大学生恋爱必须合理安排自身的精力，忙于学习的同时不能因为感情的事情分心，不能在学习期间，放弃学习而去谈感情，把握合理的精力，分配好学习和感情。3、 有合理的时间；大学时间可以分为学习和生活时间，合理把握好学习时间和生活时间的“度”很重要；学习的时候，不能分配学习时间去安排两人的在一起的事情，应该以学习为第一；生活时间，两人可以相互谈谈恋爱，用心去谈，也可以交流下学习，互相鼓励，共同进步。5、大学生对爱情需要认识与理解，主要涉及到以下几个方面：（一） 明确学生的主要任务“放弃时间的人，时间也会放弃他。”大学时代是吸纳知识、增长才干的时期。作为当代大学生，要认识到现在的任务是学习学习做人、学习知识、学习为人民服务的本领。在校大学生要集中精力，投入到学习和社会实践中，而不是因把过多的精力、时间用于谈情说爱浪费宝贵的青春年华。因此，明确自己的目标，规划自己的学习道路，合理分配好学习和恋爱的地位。（二） 树林正确的恋爱观提倡志同道合、有默契、相互喜欢的爱情：在恋人的选择上最重要的条件应该是志同道合，思想品德、事业理想和生活情趣等大体一致。摆正爱情与学习、事业的关系：大学生应该把学习、事业放在首位，摆正爱情与学习、事业的关系，不能把宝贵的大学时间，锻炼自身的时间都用于谈情说有爱而放松了学习。 相互理解、相互信任，是一份责任和奉献。爱情是奉献而不时索取，是拥有而不是占有。身边的人与事时刻为我们敲响警钟，不再让悲剧重演。生命只有一次，不会重来，大学生一定要树立正确的爱情观。（三） 发展健康的恋爱行为 在当今大学校园，情侣成双入对已司空见惯。抑制大学生恋爱是不实际的，大学生一定要发展健康的恋爱行为。与恋人多谈谈学习与工作，把恋爱行为限制在社会规范内，不致越轨，要使爱情沿着健康的道路发展。正如马克思所说：“在我看来，真正的爱情是表现在恋人对他的偶像采取含蓄、谦恭甚至羞涩的态度，而绝不是表现在随意流露热情和过早的亲昵。”（四） 爱情不是一件跟风的事儿。很多大学生的爱情实际上是跟风的结果，是看到别人有了爱情，看到别人幸福的样子（注意，只是看上去很美），产生了羊群心理，也就花了大把的时间和精力去寻找爱情（五） 距离才是保持爱情之花常开不败的法宝。爱情到底需要花多少时间，这是一个很大的问题。有的大学生爱情失败，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们在一起的时间太多。相反，很多大学生恋爱成功，不是因为男女双方在一起的时间太少，而是因为他们准确地把握了在一起的时间的多少程度。（六） 爱情不是自我封闭的二人世界。很多人过分的活在两人世界，对身边的同学，身边好友渐渐的失去联系，失去了对话，生活中只有彼此两人；班级活动也不参加，社外活动也不参加，每天除了对方还是对方，这样不利于大学生健康发展，不仅影响学习，影响了自身交际和合作能力。总结：男女之间面对恋爱，首先要摆正好自己的心态，树立自尊、自爱、自强、自重应有的品格，千万不要盲目地追求爱，也不宜过急追求爱，要分清自己的条件是否成熟。要树立正确的恋爱观，明确大学的目的，以学习为第一；规划好大学计划，在不影响学习的条件下，要对恋爱认真，专一，相互鼓励，相互学习，共同进步；认真对待恋爱观，做健康的恋爱；总之，我们大学生要树立正确的恋爱观念，让大学的爱情成为青春记忆里最美的风景，而不是终身的遗憾！