汽轮机的缺级运行

丁莹

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）

汽轮机的缺级运行

丁莹

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）

当整圈叶片、或者叶片和部分叶轮被去掉后，需要用到压力盘。当替换的叶片、叶轮正在订制和制造时，压力盘用来保证汽轮机暂时回复到正常状态（可能载荷略有减小），从而缩短强制停机时间。压力盘是用来消耗蒸汽能量的，而正常情况下，这些能量应该由被去掉的叶片进行消耗。

缺级运行；压力盘

0 引言

巴基斯坦某项目低压转子次次末级叶片断裂，汽轮机无法正常运行，为了在新叶片的制造期间汽轮机能够临时运行，需拆除本级所有动叶片，汽轮机进行缺级运行。在汽轮机缺少一级动叶的情况下，为使汽轮机正常运行，采用压力盘（临时隔板）替代对应级原隔板，应用压力盘（临时隔板）来消耗蒸汽能量，保持次次末级正常的压降，使次末级隔板入口压力维持非缺级运行时状态，保证汽轮机的正常运行。

1 压力盘原理

当整圈叶片、或者叶片和部分叶轮被去掉后，需要用到压力盘。当替换的叶片、叶轮正在订制和制造时，压力盘用来保证汽轮机暂时回复到正常状态（可能载荷略有减小），从而缩短强制停机时间。压力盘是用来消耗蒸汽能量的，而正常情况下，这些能量应该由被去掉的叶片进行消耗。从结构上来说，压力盘必须设计成既可以承受该级最大载荷时的压降，同时又能保证孔的挠度不超过原隔板挠度的10%。

由于整圈叶片（或者叶片和叶轮）的缺失，相邻隔板的载荷情况不可预测。由于这个原因，需要分析下游的隔板以确保由额外的切向力和压力波动引起的共振条件不存在。其中，压力波动是由其与下游叶片共振引起的。从隔板的结构来说，共振分析是是否需要压力盘的决定因素。隔板工程师通过该分析，从隔板的稳定性方面确定是否需要压力盘。其他因素，例如由下游动叶增加的额外载荷，可能也会决定是否需要压力盘。这些需要由转子设计工程师决定。一般可接受的规则是，如果去掉的动叶有效长度大于6in（152.4 mm），出于动叶稳定性考虑，需要压力盘。如果移除的是机组末级动叶片，许多过去的分析表明，压力盘不是必需的。但是需要监视缸的振动等级。如果振动等级变得不可接受，机组载荷需要进行必要调整，以使振动和噪声都在可接受的范围内。

图1是一个典型的压力盘草图。隔板工程师应该确保原来隔板上的所有零件都存在于压力盘上，包括起吊孔、上下半定位键及键槽、底部绝对死点的定位键、隔板搭子、中分面密封键、水平连接螺栓和螺栓孔等。

图1 压力盘典型结构

图2是自带汽封齿的几何尺寸。压力盘和转子的径向间隙应该比原来转子和隔板径向间隙大0.025in。

压力盘的设计必须满足热力学和结构需求。在热力设计中，孔的几何形状是一个重要方面。孔的尺寸和数量由热力学确定，但是这些孔放在压力盘的位置，是由隔板工程师来指定的。

图2 标准汽封齿几何尺寸

在现代压力盘设计中有两个基本的孔的设计方法。当复速级第一级叶轮被移除，采用缩放孔设计。当其他级被移除时，采用直孔设计。两种孔详细尺寸见图3。

从应激性的角度来说，孔的径向位置很重要。如果可能，孔应该在压力盘上合理布置，保证蒸汽不直接冲击下游叶轮或者下游隔板的内外环。

图3

2 解决方案

巴基斯坦滨佳胜项目取消次次末级叶片，次次末级隔板由压力盘替代，通流图见图4。压力盘结构见图5。

图4 该项目临时通流

图5 压力盘结构

压力盘孔结构见图6，本项目压力盘共设置盘孔642个，孔直径为φ30 mm。

图6 压力盘孔结构

［1］ 沈士一.汽轮机原理［M］.北京：水利电力出版社，1995.

［2］ 陆燕荪.火力发电设备技术手册［M］.北京：机械工业出版社，1998.

（编辑昊 天）

TK 263

B

1002－2333（2014）05－0296－02

丁莹（1986—），男，工程师，从事特殊阀门技术施工工作。

2014-03-06

甘肃省科技资助项目（1206GTGA014）