Question

超临界压力对汽轮机有哪些影响？

Answer 1

超临界压力的影响：
1、对汽轮机效率的影响
采用超临界压力蒸汽后，汽轮机通流部分中的理想焓降增加，蒸汽流量减少，排汽损失相应地降低，有利于提高汽轮机效率;但由于蒸汽密度增加，流量减少，调节级及高压级叶片高度降低致使级效率下降;另还会导致排汽端湿汽损失、高压汽封漏汽损失及给水泵耗功增加等，因此采用超临界压力对汽轮机组的热效率亦有一些负面影响。为此在采用超临界压力时应尽可能地提高新蒸汽与再热蒸汽温度并相应地提高机组容量。超临界压力机组的新蒸汽和再热蒸汽温度选用范围为538～600℃，机组容量一般在500～600MW以上。新蒸汽压力在16.6～31.0MPa及新蒸汽与再热蒸汽温度在535～600℃范围内时，新蒸汽压力每提高1MPa，汽轮机的热耗率下降0.18%～0.29%。一般当新蒸汽和再热蒸汽温度为538℃时，新蒸汽压力从16.5MPa提高到24.0MPa，汽轮机净热耗率下降2.0%，如果再将新蒸汽、再热蒸汽温度提高到590℃，净热耗率还可下降2.5%，若采用二次中间再热，净热耗还可下降约1.6%。
2、对运行的影响
主要包括对负荷适应性、轴系稳定性的影响。见超临界压力机组运行。
3、对负荷适应性影响
新蒸汽压力提高导致主蒸汽管道、导汽管、主汽阀、高压调节阀喷嘴组、高压内外汽缸等承压部件的壁厚增加，金属材料内部温度场和应力场的不均匀性增加，直接影响了汽轮机组起停及调峰运行的灵活性。为此高压内、外缸采用高窄波形法兰、内缸采用圆筒形汽缸或内外缸均采用圆筒形(见汽轮机汽缸)更显示其必要性。
4、对轴系稳定性的影响
蒸汽密度提高，使汽轮机径向动静间隙不均匀性变化导致转子自激振动的敏感性增加，由此引起的振动现象称蒸汽激振。(见轴系稳定性)
5、固体硬粒冲蚀
当新蒸汽温度高于480℃、压力大于8.5MPa时，就可看到锅炉管道和蒸汽导管的剥落氧化物对汽轮机喷嘴造成的冲蚀，当压力达到超临界值时，这种冲蚀是必然的。为此可在锅炉管壁、喷嘴和叶片上采用涂层，也可用加大动、静叶间隙的方法减轻其影响。
超临界压力汽轮机是新蒸汽压力高于临界压力值(22.12MPa)的汽轮机。其中通常又将新蒸汽压力高于27.0MPa的汽轮机称为超超临界压力汽轮机。目前较多采用的超临界压力值为24.0～25.0MPa。当汽轮机输出功率、新蒸汽及再热蒸汽温度、排汽压力等与亚临界压力汽轮机相同时，采用超临界压力可以提高汽轮机的效率，但高压部件壁厚的增加或采用耐热合金钢将导致造价上升，并对运行产生一定的影响。