第七章汽轮机的运行摘要.ppt

（3）转子的最大弯曲部位通常在调节级附近，多缸汽轮机的高压转子和背压汽轮机的转子约在中部；单缸汽轮机转子则稍偏于转子的前端。 　　通过晃度来间接得到转子的热弯曲值，将千分表装在转子的轴颈或轴向位移发讯器圆盘上测取转子晃度。 　 　（4）一般规定汽轮机转子的晃度值不超过0.05mm，部分制造厂规定晃度表指示不得大于原始值0.02mm。 总结：基本规律 　结论： 热变形的规律：热凸冷凹 热应力变化规律：热压冷拉 汽缸冷却过快比加热过快更危险 胀差的变化规律：热正冷负 胀差负值比正值更危险 复习思考题 一、名词解释 ? (1)热应力 (2)热变形 (3)胀差 二、问答题 ? 1．汽轮机在启停过程中如何控制汽缸、转子的热应力？ ? 2．引起转子热弯曲的原因有哪些？如何消除转子热弯曲？ ? 3．简述汽轮机转子的低频疲劳特性。? 4．为什么说汽轮机快速冷却比快速加热更加危险？ ? 5．影响胀差的因素有哪些？运行中如何控制胀差？ ? 6．试分析引起上下汽缸温差的主要原因有哪些?如何控制？ ? 第五节 汽轮机的寿命管理 一、寿命概念 寿命 工程上，将致裂疲劳循环周次（致裂寿命）称为：无裂纹寿命。 工程上，将产生宏观初始裂纹至断裂之间的循环周次（即断裂寿命与致裂寿命之差）称为：残余寿命。 二、影响寿命损耗的因素 影响汽轮机寿命的因素有很多，如蠕变断裂、热脆性、热疲劳以及高温介质的氧化和腐蚀等。 主要的影响因素是受到交变热应力作用引起的低周疲劳寿命损耗，以及受到高温和工作应力作用而产生的蠕变损耗。 1、高温蠕变 蠕变即金属在高温下，长期承受一定的工作应力，即使应力不超过金属在该温度下的许用应力，也将发生缓慢而连续的塑性变形。 实验证明，金属的蠕变与金属材料所承受的工作应力和工作温度有密切的关系。 高温蠕变对寿命的损耗 从图中可看出，在同一应力下，转子工作温度越高，蠕变断裂时间越短，同一温度下，转子承受的应力越大，蠕变断裂时间就越短。 蠕变损耗累积到一定程度时，会导致转子产生裂纹，引起蠕变变形，发生动静摩擦事故。通常规定汽轮机运行十万小时后，总的变形量不得超过0.1%。 高温蠕变损伤 2、疲劳损伤 疲劳损伤 由材料力学可知，金属材料在交变应力反复作用下，会出现疲劳损伤。 即使应力不超过材料的屈服极限，经过一定次数的循环（交变应力反复作用），金属材料也将产生微观裂纹。 如果应力足够大，则循环次数不多，材料也将断裂。 低周疲劳 汽轮机在启停过程中转子所承受的是交变热应力。启动加热时转子表面承受压应力，停机时为拉应力，在这种交变应力作用下，经过一定周次的循环，就会在金属表面出现疲劳裂纹并逐渐扩展以致断裂。 汽轮机转子承受的这种交变应力的特点是交变周期长、频率低、疲劳裂纹的循环周期少，故称为低周疲劳。 △ 4台50MW机组，80年代初组投运 △ 1992年开始启停调峰运行，最多时 100多次/年 △ 1998-1999年发现汽缸裂纹 △ 2000年发现转子裂纹，最深一条7mm裂纹 某地区汽缸、转子出现裂纹情况统计 主蒸汽母管联络门阀体断裂案例 2000年8月31日，某机主蒸汽母管联络门阀体焊缝热影响区一侧主蒸汽管爆断。累计运行126,691小时，启停738次。 断口分析：低周疲劳裂纹 原因分析：联络门不严、联络管积冷水、定参数停机、阀体和短管表面剧烈冷冲击 复习思考题 1．何谓汽轮机寿命？影响汽轮机寿命的主要因素有哪些？ 下节课使用辅助教材 汽轮机热态启动时的热应力 在整个热态启动过程中，冲转时进入调节级处的蒸汽温度可能比该处的金属温度低，使其先受到冷却，在转子表面和汽缸内表面产生拉应力。随着转速的升高及接带负荷，该处的蒸汽温度将迅速提高，并高出金属温度，转子表面及汽缸内壁将产生压应力，这样在整个热态启动过程中，汽轮机部件的热应力要经历一个拉—压循环。 负荷变动时的热应力 降负荷时，转子表面和汽缸内壁产生拉应力 增负荷时，转子表面和汽缸内壁产生压应力 汽轮机从启动、稳定工况下运行至停机过程，转子和汽缸上各点的热应力都要经历一个拉——压应力循环，转子外表面由压应力变为拉应力，中心孔面由拉应力变为压应力。 热冲击 金属材料受到剧烈的加热或冷却，引起内部产生很大的温差，形成很大的冲击热应力的现象称为热冲击。 热冲击时承受很大的热应力，有时仅一次热冲击就可能造成零部件的永久性破坏。 汽轮机热态启动时，如主蒸汽管道暖管、疏水不充分或正常运行中，锅炉汽包水位失调而造成满水等均可能产生汽轮机的热冲击。 同样，当电网或发电机故障而引起汽轮机甩负荷后带厂用电或空负荷运行，也将造成汽轮机的热冲击。 热冲击可能对汽轮机产生严重的损伤，因此，在机组启停和正常运行中，应特别注意。