影响工业汽轮机运行因素的分析

　　汽轮机是具有单机功率大、效率高、寿命长并以蒸汽为动力的原动机工具。在工作中它是以蒸汽的热能转化为机械功的旋转机械，深受工业广泛使用。本文在汽轮机运行经济指标的基础上，分析了影响汽轮机运行的主要因素，并以蒸汽温度影响为例阐述了汽轮机运行的经济状况，以供生产参考使用。

 

　　轮机是将蒸汽的能量转换为机械功的旋转式动力机械，是蒸汽动力装置的主要设备之一。一般来说它的主要作用是用作发电用的原动机，也可直接驱动风机和压缩机等，同时还可利用它的排汽或中间抽气满足生产生活上的各种供热需要。

 

　　基于此，在汽轮机运行过程中我们要注意影响汽轮机运行的有关因素，尤其是在工业技术化逐步发展的今天，减少工业上的汽轮机运行障碍问题有助于汽轮机在使用中提升经济性、安全性和自身使用寿命，也能为企业提高生产效率。

 

　　1. 汽轮机运行经济指标

 

　　在分析影响工业汽轮机运行因素之前，我们要先明白汽轮机运行的经济指标。所谓的经济指标就是指汽轮机在运行过程中，汽轮机的经济性受到热耗量和气耗量的影响，如果汽轮机的热耗量和气耗量过大，这就说明汽轮机的运行受到影响。

 

　　2. 影响汽轮机运行的主要因素

 

　　一般来说，影响汽轮机运行的主要因素分为以下几个方面，蒸汽温度影响，循环水温度及水质影响，凝汽器真空度影响，蒸汽压力影响。分析它们的具体原因是：

 

　　蒸汽温度影响方面具体体现在蒸汽温度会使循环净工增大，这样就会降低汽轮机汽耗量，降低汽轮机排汽湿度。所以就会影响汽轮机的运行。另外过高的温度和长时间处于高温状态时会使汽轮机部件性能下降，影响汽轮机的工作效率，不利于汽轮机长期使用。

 

　　影响工业汽轮机运行第二个因素体现在循环水温度和水质方面。先从循环水温度说，如果循环水温度大于28℃时，那么汽轮机的凝汽器真空度影响就大，增加汽耗。主要原因是当汽轮机真空度每提升1%时循环水的水温就要降低5℃，所以适当降低循环水的温度能提升凝汽器的真空度，进而降低汽轮机的汽耗，当循环水温度高于28℃时，由于循环水温度过高，此时对汽轮机的凝汽器真空度影响很大，从而增加汽轮机汽耗。

 

　　在水质方面。如果水质不达标就会腐蚀及结垢阻塞循环系统冷却管，这也是影响汽轮机运行效果的因素。

 

　　第三个，凝汽器真空度影响方面。我们如果单从汽轮机的使用寿命上考虑的话，它对汽轮机的运行没有特别大的影响，可以这样说，在增加真空度的时候却是有利于提升自身的经济效益。但是如果真空度很高，那么它就会影响汽轮机的使用寿命。主要原因体现在，在真空度高的情况下汽轮机汽耗就少，主要是凝汽器在真空度增高时，汽轮机的排汽温度降低，而它的排汽压力也低，这个时候蒸汽能量损失少，转化为机械能的热能就高。

 

　　另外一方面来说，如果我们增加汽轮机水循环系统就会对汽轮机有所损坏，同时蒸汽会加剧对叶片的冲击作用，这样来看就会极大地缩短汽轮机中叶片的使用期限。所以说，凝汽器真空度合理与否是阻止汽轮机运行顺利的因素之一。

 

　　第四个蒸汽压力。当蒸汽压力大于限制的具体数值时候，汽轮机工况就会超过额定负荷，此时就会在转子在轴向的压力加大，影响安全运行。

 

　　3. 汽轮机运行案例分析

 

　　本文以温度因素中的蒸汽温度影响汽轮机运行为例，分析它的相关内容。

 

　　我们知道，工业汽轮机中的部件热应力影响大的是汽缸，它的内外温度差别很大，况且温度分布也不均匀。为了直观地看到汽轮机工作状态下的有关构造，我们用如图1所示的构造图加以表示。

 

　　我们假设汽缸壁的厚度是S，在冷启动状态之前，沿着壁的温度都等于室温to，如果用温度为ts的蒸汽对内壁进行一定地加热，因为刚开始的蒸汽凝结放热系数很大，这样它的内壁温度就会很快地升高到汽压下的蒸汽饱和温度tn，而这个时候外壁的温度再经过一段时间才能从室温升高到tw值，缸壁的平均温度此时是tc，这个时候沿缸壁的厚度方向温度分布不均匀。

 

　　另一方面，因为汽缸内壁温度过高，而外壁温度低，这样内壁就会在短时间内出现膨胀现象。我们假定外壁最初的状态是冷态，这样它的后续膨胀也是比内壁小的。当外壁温度较低时候它的膨胀比应该比内壁小，此时内壁的热膨胀力要比外壁的大，我们可以这样说外壁受的应力就是拉应力。

 

　　经过我们的试验结果比对，得知汽轮机的热应力与金属材料有很大的关系，也与内壁和外壁的温度有相关联。同时还可以推知，汽缸壁面的热应力与内外壁的温度有关，并且和内外壁面的温度成正比。

 

　　另外，在汽轮机启动停运时，我们要控制内壁热应力不要超过允许值，只要控制汽缸内外温差不要超过他的最大范围就可。另外当汽轮机在达到额定的转速之前，在升速过程中，我们还要注意排汽温度的变化，如果排汽温度过高，可以促使汽缸受热和膨胀不均匀，这样就会使汽轮机发生变化，使冷却水流出。

 

　　综上所述，我们可以得知温度的变化时引起汽轮机热变形等的最为主要因素。

 

　　作者：周贺峰 来源：中国新技术新产品 2016年13期

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