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时间:2020-03-22
《凝汽式汽轮机级组当量喷嘴通流面积计算方法及其应用.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第41卷第5期化工机械593凝汽式汽轮机级组当量喷嘴通流面积计算方法及其应用+李勇料吴智刚曹丽华(东北电力大学能源与动力工程学院)摘要针对汽轮机通流部分故障,总结了现有的诊断方法。指出其中存在的不足,并提出基于当量喷嘴通流面积的汽轮机通流部分故障诊断方法。对汽轮机由额定负荷降低到50%负荷时级组当量喷嘴通流面积的偏差率进行计算分析,结果表明:在汽轮机通流部分状态正常的情况下,当量喷嘴通流面积随负荷变化很小,可以准确袁征级组的通流面积大小。最后分别以两台300Mw汽轮机为例,将运行中在线监测计算得到的各级组当量喷嘴通流面积与其正常值进行对比,对汽轮机通流部分状
2、况进行了诊断。关键词汽轮机通流部分当量喷嘴通流面积在线监测中图分类号TQ051.21文献标识码A文章编号0254—6094(2014)05旬593m9汽轮机通流部分故障是火力发电厂主要故障之一,常见的故障种类有叶片腐蚀、结垢、断裂及损坏等。这些故障的发生总会引起热力参数的变化,因而可通过监测机组热力参数来诊断通流部分故障。汽轮机通流部分是其最重要的核心部分,研究通流部分故障机理和诊断方法,对维护机组安全、经济运行具有重要意义¨“。。在汽轮机通流部分结垢程度监测与诊断方面,文献[5]通过仿真研究,揭示了通流部分结垢对汽轮机安全经济性影响的原因。文献[6]采用监
3、测汽轮机监视段压力是否超过其应达值的10%来判断通流部分结垢情况,但监视段测点离结垢的级越远,监视段压力对结垢的敏感程度就越小。文献[7]提出一种计算汽轮机通流部分结垢厚度的方法,但该方法需要预先确定各级结垢厚度比例系数,而在汽轮机实际运行中,准确确定各级结垢厚度比例系数难以实现。文献[8]建立了汽轮机通流部分结垢与热力状态参数的关系,并给出了判别汽轮机通流部分结垢程度的神经网络模型,但其需预先确定各级结垢厚度比例系数和结垢平均厚度,这些数据在汽轮机运行过程中很难准确确定。文献[9]给出了凝汽式汽轮机通流部分结垢诊断方法,虽对汽轮机通流部分结垢进行定性分析,
4、但没有定量诊断。文献[10]提出了基于弗留格尔公式的汽轮机特征通流面积的概念,以反映汽轮机通流面积的变化情况,但其在汽轮机负荷变化时,特征通流面积也发生较大的变化,影响到对汽轮机通流部分状态的诊断精度。为此,笔者从汽轮机通流部分故障监测与诊断的实际需求出发,提出了一种汽轮机级组在亚临界和临界流动状态下当量喷嘴通流面积的概念,并对其变工况特性进行了分析,结果表明级组的当量喷嘴通流面积可以反映汽轮机通流部分面积的变化情况,并在某300Mw汽轮机通流部分状态诊断中得到了应用。1级的当量喷嘴通流面积1.1级的当量假想速度文献[11]指出,假想整个级的滞止理想焓降$国
5、家自然科学基金项目(51376041),吉林省科技发展计划资助项目(20110409)和吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目(吉教科合字[2012]第93号)。料李勇,男,1964年1月生,教授。吉林省吉林市,132012。594化工机械2014年都在当量喷嘴中等熵膨胀进行,则此时这个当量喷嘴的出口速度就称为级的假想速度,即:c。=~/2△_Il?(1)式中c。——假想全级滞止理想比焓降都在喷嘴中等熵膨胀的假想出口速度,m/s;△^?——级的滞止理想比焓降,kJ/kg。笔者参照假想速度的概念,提出了级的当量假想速度,即假想整个级的有效比焓降都在当量喷嘴中膨
6、胀进行,则此时这个当量喷嘴的出口速度就称为级的当量假想速度,即:c。。=~/2△^。(2)式中c。。——假想全级比焓降都在当量喷嘴中膨胀的当量假想出口速度,m/s;△^;——蒸汽在级中的实际比焓降,kJ/kg。1.2级的当量喷嘴通流面积表达式级的当量喷嘴通流面积是指将汽轮机的一个级假定为一个喷嘴,用该喷嘴的通流面积表征级的通流面积,此时的喷嘴面积即为级的当量喷嘴通流面积。此时级的前后压比也就是当量喷嘴的前后压比。当采用当量喷嘴来表示一个级时,由于级的l临界状态与喷嘴临界状态的临界压比不同,对于一个亚临界流动的级,当量喷嘴内可能是亚临界也可能达到超临界流动状态
7、。因此,分别对其进行讨论。当级内为亚l临界,当量喷嘴内亦为亚临界流动时,由汽轮机原理知,隔板漏气量为n21:G。:A。!(3)勘1式中A。——喷嘴的隔板间隙,m2;c,——喷嘴出口汽流的绝对速度,m/s;G。——喷嘴的隔板漏气量,kg/s;秽。——喷嘴出口蒸汽比容,m3/kg。级内喷嘴的流量为:G:堑’(4)秽1式中A。——喷嘴出口截面积,m2;G——流过该级的流量,kg/s。由连续性方程,有:G:盟+堑:丝(5)∥101"2式中A——级的当量喷嘴通流面积,m2;秽:——动叶出口蒸汽比容,m3/kg。由式(5)得:A:坠±业!(6)Ccn秽l其中:昙=√瓮㈩
8、c。。~△^i式中△危。——蒸汽在喷嘴中的比焓降,k
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