浅析超超临界汽轮机技术

浅析超超临界汽轮机技术

白智勇杨攀林

（国电投宁夏能源铝业临河发电分公司发电运行部宁夏灵武750411）

摘要：随着科学技术的不断发展进步，超超临界汽轮机技术也在不停不的发展和创新，为了更好的将超超临界汽轮机技术应用到生产当中，带来更大的生产效益，本文主要介绍的就是浅析超超临界汽轮机技术，进而提出以下内容，希望能够为相关工作人员提供相应的参考价值。

关键词：超超临界；汽轮机技术；分析

1导言

汽轮机制造企业已有亚临界汽轮机的生产经验和投运业绩。同亚临界汽轮机的蒸汽参数16.7MPa/538°C/538°C相比，超超临界汽轮机的主蒸汽压力大幅度升高、主蒸汽温度明显升高，并且再热蒸汽的压力和温度均有明显升高。

2超超临界汽轮机集约化、简洁化设计

2.1高、中压缸厂内总装整体发运技术

常规汽轮机的高、中压缸是现场安装周期最长、精度要求最高的部件，现场安装的精度影响着机组的运行效率和可靠性。上汽厂在设计超超临界机组时将安装精度要求最高的高、中压缸在厂内精装出厂，整体发运至现场，因此现场不需要解体，直接吊装、找中即可。机组的高压缸为圆筒型结构，中压缸为水平中分面结构，均在厂内专用车间内组装，其安装精度和内部清洁度得到了有效的保证。总装完成后，通过专用的运输固定环将静子和转子部件在径向和轴向上定位，防止因运输而发生相对位置变化。汽缸在现场吊装就位，对轴系、标高等进行调整后拆除该运输固定环。该技术的应用至少可以将现场安装周期缩短一个月，而且能有效保证安装的精度。

2.2内窥镜技术

内窥镜技术最早应用于医学界，为便于检查汽轮机内部运行情况，上汽厂将该技术应用到超超临界汽轮机设计中。内窥镜通过设置在汽缸典型位置上的内窥孔，进入对应的叶片通流位置，这样机组就可以在不开缸的情况下借助内窥镜对高、中、低压通流典型叶片和内部运行情况进行检查。该技术的成功应用，实现了汽轮机在不开缸的情况下对内部通流部分的检查，为今后机组制定大修范围及计划提供了第一手资料，能有效减少汽缸的开缸次数，降低电厂的运行维护成本，提高机组的可用性。

2.3叠片式阀门滤网

汽轮机主汽门和再热主汽门内部设有蒸汽滤网，以避免杂质进入汽轮机通流部分，损坏叶片。在传统的机组中，该滤网采用的是钢板卷焊后打孔的方式，因此受加工条件制约，一般的滤网有效面积与阀门喉部面积比约为4:1，而且网眼大、均匀性差，阀门压损较大。机组试运行期间杂质较多，在永久滤网外装设网眼较小的临时滤网，试运行后需要停机拆除该临时滤网。上汽厂通过对钢带进行有规则弯曲，缠绕在滤网架上，形成的蒸汽滤网。该滤网具有网眼直径小、均匀性和整体刚性良好等特点，滤网的网眼有效面积是阀门喉部面积的７倍以上，即使有部分堵塞也不会影响机组的正常运行。机组试运行结束后不需要更换滤网，直接进入商业运行，缩短了电厂的调试周期。该滤网除了具有过滤杂质的作用外，还对进入阀门的蒸汽起到一定的稳流作用。

3超超临界汽轮机在可靠性面临的主要技术问题

随着蒸汽温度的升高，超超临界汽轮机可靠性面临的主要技术问题是:①材料力学性能和许用应力下降，超超临界汽轮机承压部件和转动部件的强度降低，需要开发和采用新材料，采用蒸汽冷却技术。②超超临界机组选用直流锅炉，直流锅炉没有汽包，不能进行排污，给水中盐与锅炉过热器、再热器管子内表面剥离的氧化垢微型固体粒子进入汽轮机，对汽轮机高压部分造成固体颗粒侵蚀，对汽轮机低压部分易造成应力腐蚀和腐蚀疲劳。需要对调节级和再热第1级叶片开展固体颗粒侵蚀机理研究，采取防固体颗粒侵蚀措施;末三级叶片需要采用耐腐蚀疲劳材料，低压转子需要采用防应力腐蚀结构。③超超临界汽轮机与高温有关的严重问题是工作应力下产生蠕变变形以及启停与负荷快速变化过程中过大的热应力产生热疲劳(低周疲劳)。超超临界汽轮机的绝大部分高温部件工作温度是不均匀的和变化的，厚截面部件如转子、汽缸、喷嘴室、阀壳等在启停过程与负荷快速变化过程中都承受很大的温度梯度，由此而产生的热应力接近或超过材料的屈服极限，严重影响这些部件的使用寿命。超超临界汽轮机参与调峰运行，寿命问题更为突出。需要采用新材料和新结构，开展寿命设计。

2)随着蒸汽压力的升高，超超临界汽轮机可靠性面临的主要技术问题是:①汽缸、喷嘴室、阀壳、导汽管等承压部件应力增大，面临严峻的强度和寿命问题，需要采用新材料和新结构，开展强度和寿命设计。②主蒸汽的密度高、比容小，高压转子的偏心、间隙不对称等产生蒸汽力，汽流激振容易引起轴系失稳，需要开展汽流激振机理研究，开发汽流激振设计分析软件。③汽轮机各级间压差和轴封的压差也有增大，隔板汽封、叶顶汽封、轴封等部件蒸汽泄漏量增大，需要采用汽封新结构。综上所述，随着蒸汽参数的提高，材料开发与工艺、固体颗粒侵蚀、强度问题、寿命问题、汽流激振、结构可靠性设计、蒸汽冷却技术、通流部分优化等技术已经成为研制超超临界汽轮机的关键技术。

4超超临界汽轮机的安装技术

4.1汽轮机管道浮动连接

为避免汽轮机的高、中压缸管道与汽缸的负荷分配值在连接后存在误差，我们必须在汽缸连接其它管道的过程采用无应力连接方式对汽轮机进行连接，因此，在安装中采用调节阀体弹簧支架的的方式，并从弹簧压缩值来判断误差，从而确保汽轮机管道无应力连接，保证高、中压缸和管道连接后的负荷分配值的准确性，避免汽轮机机组安装好后产生振动。

4.2轴承座和锚固件安装

汽轮机一般有无个轴承座和七种类型的锚固件。锚固件必须与汽机基础一同进行安装，安装好汽轮基础，并确保其强度满足轴承座安装要求之后，根据挠度曲线找处正轴承座的标高、水平、中心线，然后再二次浇灌轴承座并牢实地脚螺栓整个过程都必须非常严谨有序，确保安装的严谨性。

4.3高中压缸的安装

超超临界汽轮机高、中压缸是一并运输整体到货，因此在安装前需要在现场对其进行不解体检修。因此，安装前需要对汽缸和轴承座的结合层清理和土木黑铅粉，然后用猫爪支持部件中心检查其与支持部件的误差，最后对联轴器的凸台个凹口进行测量以确保能完全连接。

接下来就是吊装工作，将汽轮机汽缸吊运到指定安装位置，吊装过程要敖非常小心，因此，在吊装是必须确保汽缸与轴承座间的轴向膨胀间隙不小于二十毫米，然后用内径千分尺测量汽缸后端与轴承中心的距离，最后，将轴与轴承结合，借助三个辅助螺栓将联轴器法兰拉倒一起，指定他们的间隙为0.1到0.4mm之间为止。

4.4初步安装好的检查

对初步安装好的机组，我们不想反复仔细的对其进行检查，因此，我们对轴瓦间隙的检查，径向间隙的测量需要在轴承的前后两端都安装两块千分表，然后再调整轴承位置，并在轴承座上再安装一块千分表，用起顶装置举起大轴，千分表上读读数的差值便是间隙差，最后需要推拉转子再测量转子的轴向膨胀总间隙，反复操作指定间隙符合要求为止。

结论

随着科学技术的不断发展，不同形式的汽轮机都在不断的象征多种方向进行延伸，超超临界汽轮机凭借着简约化集约化、合理的轴系布置方式、先进的密封性，被许多大型生产企业所认可，同时伴随着我国超超临界机组在我国的成功投运，超超临界汽轮机技术的的发展和进步使我国汽轮机设计和生产能力有的非常大的进步和发展。掌握超超临界汽轮机的安装方法，及时掌握超超临界汽轮机先进的技术，抓住时代的发展机遇。

参考文献

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