浅析汽轮机寿命管理及长期停运机组的保护

肖远

摘要：在火力发电中，汽轮机有着十分重要的作用。在本文中，笔者将通过对汽轮机寿命管理活动的开展进行分析，就其实际价值进行思考。实现其对基础项目的保护与优化，确保汽轮机能够在日常的管理工作中实现使用寿命的有效延长，以此来完成对相关理论内容的完善与补充。

关键词：汽轮机组；寿命延长；保养护理；停运保护

中图分类号：TK268 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）013-000-01

在汽轮机的日常使用活动中，受高温环境的影响，汽轮机的材料可能会发生机械性能的变化，导致自身的强度降低，造成裂痕的出现，进而给安全发电工作的开展带来隐患。因此，在本文中，笔者将通过对汽轮机部件的更新周期以及寿命状况进行分析，实现对这类问题的解决与处理。

一、汽轮机的寿命分析

1.概念分析

汽轮机的机械使用寿命指的是汽轮机能够做到安全使用的期限，即在一定的时间范围内汽轮机的器械设备可以有效处理设备裂痕的周期。当机械设备的内部出现裂痕的时候，即使设备能够做到持续工作，也会随着使用时间的延长而带来超过临界点，造成设备材料的加速断裂，无法做到安全工作。再者，汽轮机的寿命指的是在投入到使用活动之后，当其出现裂纹之后的周期时间记录，而不是出现诸多裂纹的经历时间，因此，机械设备的寿命不是指其不能再投入生产活动中去。

2.汽轮机寿命的影响因素分析

（1）温度变化对汽轮机设备的影响

①温度变化的周期性呈现：当机械设备的工作环境温度由540摄氏度上升到560摄氏度的时候，其会再次到达540摄氏度，整个周期的运行时间为30分钟，这即为一个周期性的温度波动变化。它将会给机械设备的使用带来相应的影响。一方面，会让机械设备的材料强度有所降低；另一方面，在交替的热力变化中会产生热应力的循环，当温度变化范围较小的时候，这样的热应力表现不明显，当频繁发生的时候，相应地也就需要加强对其的重视。

②当机械设备在不同的温度环境中长时间的产生变化，会因为零部件工作应力的影响，而产生相应零部件温度使用寿命的等价降低。因为，在不同的温度环境中，机械设备的运行会产生相应地变动，这样的温度变化也就会相应地缩短寿命的使用水平，造成整个机械设备零部件的等价寿命相应缩短。

（2）蠕变对机械设备可能带来的影响分析

在高温环境中，机械设备即使是出于静载荷的状态下也会受蠕变的影响，导致零部件的断裂与破损。同时，汽轮机在不同的负荷影响下，会因为截面受力情况的不均匀而带来不同的变化，当蒸汽温度发生变化的时候，机械设备的零部件所可能出现的断裂状态也会有所不同。总的来说，可以认知为：当工作环境不断升高，会让机械设备的承受应力增强，进而加快了机械设备的蠕变影响，带来相应的机械破损现象。当汽轮机处于工作状态的时候，汽轮的内部结构也会相应产生蠕变，其在最为明显的蠕变发生在汽缸与转子。目前，大型机组往往会对汽缸的结构进行改进升级，使其能够承受更大的运转压力，因此在对金属材料寿命进行计算的时候，应当将转子的损失状况与使用寿命计算进去。当其出现启动问题的时候，需要让金属温度能够低于设计环节的要求，因此，一般金属难以满足工作活动的开展而被排除在外。

（3）对低频疲劳影响程度的分析

受零部件疲劳应力的影响，零部件的承受能力在各个旋转部分的影响各不相同，因此所以轴与齿轮的旋转循环次数可能会达到十次甚至更多。汽轮机的使用循环也是启动、运行。停机这样一个过程。在使用寿命进行运用的时候，应当让整个热应力循环能够维持在百次甚至更多。这也就证明了相对于高疲劳运用而言，低频疲劳更加凸显于应变幅值的变化，这是汽轮机所会遇到的问题表现，其中最为明显的应当是调峰机组的变化。当机械出于频发启动的时候，工作情况的变化会对汽轮机的使用造成更大的影响，汽轮机的使用寿命本身也会因为基本负荷的机组问题带来稳定状况的下降，导致机组寿命的缩减。

二、机组停运所需要的保护措施

因为生产活动的问题存在，会让机组处于长时间的停运，即在一定的时间范围内让机组整体处于停机状态，如果在这个时候不能选择合适的保养手段，会让设备因腐蚀而相应地降低自身的使用寿命。

1.对高压加热器的停机护理

在大型机组的高压加热器中，水侧的压力会保持较大值。比如，在国产的锅炉机组中，其水侧压力可能会达到22MPa左右。因为，高压加热器是由钢制材料制作的，因此，其在一般情况下会有着较薄的管壁，导致这样的工作设备难以在严重的腐蚀环境中保持长时间的运行。通过对运行经验进行分析研究可以发现，高压加热器在经过较长时间的停止状态之后，如果不对水侧进行化学保护，当其再次投入使用，可能会受腐蚀产物的存在降低锅炉水体的品质。在对机组进行检测之后，应当让高压加热水能够完成检修工作，做到对高压加热器的化学防护，确保汽测与水侧检修工作能够被分开，实现独立运行。在对高压加热器进行化学护理的时候，往往会选择氨亦或者联胺来进行填充工作。当机组处于停运状态之后，高压加热器的工作需要与除氧器的顺利开展相联系，确保系统工作能够做到不泄露。当然，整个护理工作的开展需要确保停机后才进行，以此来避免安全事故的发生。

2.对油系统的停机保护

机组的运行难免需要对调速系统进行处理，同时也要对润滑系统的油量水分进行认知，确保机械设备停机之后能够将水分凝聚到油箱的底部，以此来去除驱油系统中含有的水分。在国产的机组中，会设置有专门的防水阀门，但是因为在凝聚的时候，水分主要集中于油路管道之中，导致整个调节系统会被其腐蚀。因此，在完成停机工作之后，应当对油泵的环境进行定期的处理，让其得以维持在一段循环时间之后，借助于油循环工作来对管道、安保套以及调速系统进行清理，降低水分含量，避免锈蚀的产生。

3.对汽水系统的保护

当机械设备处于停滞状态之后，在对其进行检修处理的时候，应当从汽水系统出发做到对其的全面保护，让热水器冷凝功能能够在热水排放时又能做到对水门的启动，避免可能进入到内部的汽水对机械设备造成损伤。当然，所有的抽气管道应当与蒸汽管道相适应，让疏水门能够及时开启，进而引导水侧存水能够被放尽，杜绝泄露的产生。

4.对汽轮停机的保护

在一般情况下，汽轮机应当在超过半年未被使用之后，选择停机处理，对其内部结构进行检修之后再对外部金属壳进行防侵蚀化改善。同时，做到定期检查来确保防护效果，针对于钢铁部分，最好采用充氮保护的措施来增强其抗腐蚀性。

参考文献：

[1]任玉河.循环流化床锅炉BT对汽轮发电机组运行的探讨[J].科技创新导报，2013，（14）：82

[2]黄来，韩彦广，焦庆丰等.600MW超临界汽轮机启停过程热力耦合分析[J].汽轮机技术，2011，53（1）：66-70

[3]李科.启停过程对汽轮机寿命的影响[J].中国科技博览，2011，（23）：183

作者简介：肖 远（1995-），男，学生，研究方向：能源与动力工程。