蒸汽機效率降低的主要原因.docVIP

蒸汽机效率降低的主要原因 蒸汽轮机效率和性能的降低，主要由于以下四种原因所造成： 1、化学物质在汽轮蒸汽机通道中沉积： 2、喷嘴和叶片表面的被侵蚀 3、异物对喷嘴和叶片的机械损伤 4、通过进口喷管、径向汽封和叶项汽封的蒸气泄漏。 经过当机组进行大修时，都会把化学沉积用喷沙法除去，并用堆焊及机械方法，修补喷嘴及叶片上的侵蚀和损伤，也用更换新备件的方法换置已被磨损的汽封弧块。 布兰登先生四十年来都从事电站汽轮机的设计研究工作，他的研究发现上述四种损失，都是以根据其损坏的情况而于以估计的。而汽封及叶顶汽封间隙过大，实为占全部损失达80%的重要原因。 布兰登先生进一步的研究工作，证明按常规设计的汽封尖齿的磨损几乎是不可避免的，而且发生在汽机启动过程中，为此他发明了“布兰登可调式汽封”和“汽道评估”技术。 II布兰登可调式汽封简介 汽轮机内部汽道内部的泄漏可影响到汽轮机高达热效率损耗的80%，仅是轴汽封的磨损，就可构成汽轮机效率的巨大损失。经常发现由汽封的磨损及叶顶汽封的磨损，尤其是像中压及高压汽缸等敏感部份的间隙过大，其效率之损失可各种效率损失的总和。 使汽轮机运黑心时保持紧密的间隙一直是一个问题，当汽轮机启动时，转子易于产生振动，特别是转速即将越过临界转速时为甚，即使转速过低于临界转速时，转子也会因为汽封的摩擦造成暂时性的弯曲，其结果使摩擦的强度增加，使汽封齿及叶顶汽封遭到严重的损坏，这种情况可在轴承的振动并不严重时发生。 汽缸内缸，隔板及汽封体经常在汽轮机启动时受到巨大的温差，这情况就使平时是正园形的汽封体变成不园，导致间隙变小而造成汽封摩擦。 汽轮机的设计者在设计汽封弧块时将弹簧放置在汽封弧块的后方，使它在发生轴的磨损时能够退让。这种设计的目的减少汽封圈的过度摩擦，但不能防止发生巨大的效率损失。 假如汽封间隙能在起动期间增大，然后在正常负荷运行时缩小，则在保持在泄漏控制的同时能使能量最严重的汽封摩擦得到避免。 一种经过改进型汽封设计能使大部运行汽轮机中经常见到的严重的泄漏损失减少已闻世。这种汽封已安装在运行的三百多台汽轮机内，其中有六十台已在运行数年后作开缸检查。 用于此种汽轮机改进的设计地，其目的是要达到在启动时有较大的间隙同时在均匀负载时相应地增加，到达设计时所额定的最大负载时其间隙缩小。 图1所示是原来汽封圈的设计，其后方装有扁弹簧。主要的改变是需要把汽封圈推向轴向的扁弹簧代之以螺旋弹簧使汽封圈与轴向推开螺旋弹簧的大小及钻在汽封环中的深度，是根据汽封前后的压力预先决定的。 改进型汽封的基本概念是汽封环背面的压力要大于有齿侧汽封环所承受到的压力，这种压力差随着节流流量的增加而增加，用来克服弹簧的力量及每一片汽封块弧片上所承受的力量。对螺旋弹簧的正确设计使作用到汽封上的压力可利用来使汽封从一个较小的间隙移向一个较大的间隙在预先规定的压力情况下汽封能增大及缩小这时不会产生严重的磨损，用此一方法就可得出汽封闭合时的出力是多少，同时汽封间隙就达到设计值。 性能因素 经过改进的汽封可达到下列各效益： 减少级汽封的泄漏 这产生对汽轮机高压部及中压部效率的直接改进。 减少叶顶(或围带)的泄漏 这是由于避免了转子由于汽封摩擦所造成的临时性弯曲而导致叶顶汽封的损坏，这种收益可期望能得到比改进隔板汽封的效益带要大。 减低中部轴汽封的泄漏 中间汽封流这来的汽是从高压通向再热蒸汽压力，而这些再热的蒸汽压力不通过第一级高压级进行工作，造成直接千瓦损失。 增加第一级汽缸的压力 经常发现汽轮机的第一级汽缸压力往往要经所设计的压力要低5—15%。这就是从效率较高的高压通流中取出部分能量，进入效率最差的第一级，并使已经效率不高的第一级效率进一步降低，汽封的改进足以改善第一级后压力，使之接近原设计值。 减低汽轮机过份的通流量 过量的泄漏使得汽轮机的流量的增加，虽然这也有一些额外的好处，但是也使高压缸部分由于调节阀过量的节流而造成在出力范围内的效率低下，请注意如果要获得增加流量的收益，莫如增大蒸汽初压，一般汽轮机都充许超压5%。 改装汽封后机组的结果报告有很大的差异，这是受到一些问题的影响。这些包括： 1、汽轮机内部的找中。 2、隔板汽叶，出汽边厚度的修正，隔板汽叶的面积，其光洁度及型线。 3、汽缸内部的变形。 4、汽轮机叶片的状态。 5、测量仪器安装的位置及方法。 6、对测量结果的解释 7、在安装可调式汽封之前原来汽封摩擦的程度。 大家认识到在汽道中用纠正侵蚀，机械损伤及化学沉积也可来使效率增加，一般来讲。从使用典型的可调式汽封所能得到的改进，大约是热效率及千瓦出力的增高到1%-2%。许多运行的报告支持这种论点，重要的是，要按装布兰登可调式汽封时不需要对汽轮机蒸汽汽道作任何修