李 勇 吳智剛 曹麗華

(東北電力大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院)

汽輪機(jī)通流部分故障是火力發(fā)電廠主要故障之一，常見的故障種類有葉片腐蝕、結(jié)垢、斷裂及損壞等。這些故障的發(fā)生總會(huì)引起熱力參數(shù)的變化，因而可通過監(jiān)測(cè)機(jī)組熱力參數(shù)來診斷通流部分故障。汽輪機(jī)通流部分是其最重要的核心部分，研究通流部分故障機(jī)理和診斷方法，對(duì)維護(hù)機(jī)組安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義[1～4]。

在汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢程度監(jiān)測(cè)與診斷方面，文獻(xiàn)[5]通過仿真研究，揭示了通流部分結(jié)垢對(duì)汽輪機(jī)安全經(jīng)濟(jì)性影響的原因。文獻(xiàn)[6]采用監(jiān)測(cè)汽輪機(jī)監(jiān)視段壓力是否超過其應(yīng)達(dá)值的10%來判斷通流部分結(jié)垢情況，但監(jiān)視段測(cè)點(diǎn)離結(jié)垢的級(jí)越遠(yuǎn)，監(jiān)視段壓力對(duì)結(jié)垢的敏感程度就越小。文獻(xiàn)[7]提出一種計(jì)算汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢厚度的方法，但該方法需要預(yù)先確定各級(jí)結(jié)垢厚度比例系數(shù)，而在汽輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行中，準(zhǔn)確確定各級(jí)結(jié)垢厚度比例系數(shù)難以實(shí)現(xiàn)。文獻(xiàn)[8]建立了汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢與熱力狀態(tài)參數(shù)的關(guān)系，并給出了判別汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢程度的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，但其需預(yù)先確定各級(jí)結(jié)垢厚度比例系數(shù)和結(jié)垢平均厚度，這些數(shù)據(jù)在汽輪機(jī)運(yùn)行過程中很難準(zhǔn)確確定。文獻(xiàn)[9]給出了凝汽式汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢診斷方法，雖對(duì)汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢進(jìn)行定性分析，但沒有定量診斷。文獻(xiàn)[10]提出了基于弗留格爾公式的汽輪機(jī)特征通流面積的概念，以反映汽輪機(jī)通流面積的變化情況，但其在汽輪機(jī)負(fù)荷變化時(shí)，特征通流面積也發(fā)生較大的變化，影響到對(duì)汽輪機(jī)通流部分狀態(tài)的診斷精度。

為此，筆者從汽輪機(jī)通流部分故障監(jiān)測(cè)與診斷的實(shí)際需求出發(fā)，提出了一種汽輪機(jī)級(jí)組在亞臨界和臨界流動(dòng)狀態(tài)下當(dāng)量噴嘴通流面積的概念，并對(duì)其變工況特性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積可以反映汽輪機(jī)通流部分面積的變化情況，并在某300MW汽輪機(jī)通流部分狀態(tài)診斷中得到了應(yīng)用。

1 級(jí)的當(dāng)量噴嘴通流面積

1.1 級(jí)的當(dāng)量假想速度

文獻(xiàn)[11]指出，假想整個(gè)級(jí)的滯止理想焓降都在當(dāng)量噴嘴中等熵膨脹進(jìn)行，則此時(shí)這個(gè)當(dāng)量噴嘴的出口速度就稱為級(jí)的假想速度，即：

(1)

式中ca——假想全級(jí)滯止理想比焓降都在噴嘴中等熵膨脹的假想出口速度，m/s；

筆者參照假想速度的概念，提出了級(jí)的當(dāng)量假想速度，即假想整個(gè)級(jí)的有效比焓降都在當(dāng)量噴嘴中膨脹進(jìn)行，則此時(shí)這個(gè)當(dāng)量噴嘴的出口速度就稱為級(jí)的當(dāng)量假想速度，即：

(2)

式中cen——假想全級(jí)比焓降都在當(dāng)量噴嘴中膨脹的當(dāng)量假想出口速度，m/s；

Δhi——蒸汽在級(jí)中的實(shí)際比焓降，kJ/kg。

1.2 級(jí)的當(dāng)量噴嘴通流面積表達(dá)式

級(jí)的當(dāng)量噴嘴通流面積是指將汽輪機(jī)的一個(gè)級(jí)假定為一個(gè)噴嘴，用該噴嘴的通流面積表征級(jí)的通流面積，此時(shí)的噴嘴面積即為級(jí)的當(dāng)量噴嘴通流面積。此時(shí)級(jí)的前后壓比也就是當(dāng)量噴嘴的前后壓比。

當(dāng)采用當(dāng)量噴嘴來表示一個(gè)級(jí)時(shí)，由于級(jí)的臨界狀態(tài)與噴嘴臨界狀態(tài)的臨界壓比不同，對(duì)于一個(gè)亞臨界流動(dòng)的級(jí)，當(dāng)量噴嘴內(nèi)可能是亞臨界也可能達(dá)到超臨界流動(dòng)狀態(tài)。因此，分別對(duì)其進(jìn)行討論。

當(dāng)級(jí)內(nèi)為亞臨界，當(dāng)量噴嘴內(nèi)亦為亞臨界流動(dòng)時(shí)，由汽輪機(jī)原理知，隔板漏氣量為[12]：

(3)

式中Aδ——噴嘴的隔板間隙，m2；

c1——噴嘴出口汽流的絕對(duì)速度，m/s；

Gδ——噴嘴的隔板漏氣量，kg/s；

v1——噴嘴出口蒸汽比容，m3/kg。

級(jí)內(nèi)噴嘴的流量為：

(4)

式中An——噴嘴出口截面積，m2；

G——流過該級(jí)的流量，kg/s。

由連續(xù)性方程，有：

(5)

式中A——級(jí)的當(dāng)量噴嘴通流面積，m2；

v2——?jiǎng)尤~出口蒸汽比容，m3/kg。

由式(5)得：

(6)

其中：

(7)

式中 Δhn——蒸汽在噴嘴中的比焓降，kJ/kg。

當(dāng)量噴嘴在亞臨界狀態(tài)下級(jí)的簡(jiǎn)化熱力過程線如圖1所示。

圖1 當(dāng)量噴嘴在亞臨界狀態(tài)下級(jí)的簡(jiǎn)化熱力過程線

另外，近似認(rèn)為各等壓線互相平行，則：

(8)

式中 Δht——蒸汽在級(jí)中的理想比焓降，kJ/kg；

Δhnt——蒸汽在噴嘴中的理想比焓降，kJ/kg；

Ωm——級(jí)的反動(dòng)度。

將式(8)代入式(7)，得：

(9)

另外，由圖1可以看出[13]：

(10)

式中k——絕熱系數(shù)；

p1——噴嘴后蒸汽壓力，MPa；

p2——?jiǎng)尤~后蒸汽壓力，MPa；

n——多變指數(shù)；

η——級(jí)或級(jí)組相對(duì)內(nèi)效率。

近似取壓力反動(dòng)度等于焓降反動(dòng)度，即：

(11)

(12)

式中p0——級(jí)前壓力，MPa。

將式(12)代入式(10)，得：

(13)

式中ε——級(jí)的前后壓比，ε=p2/p0。

將式(9)、(13)代入式(6)，即可得到表征級(jí)內(nèi)為亞臨界流動(dòng)，當(dāng)量噴嘴亦為亞臨界流動(dòng)時(shí)級(jí)的當(dāng)量噴嘴通流面積的表達(dá)式，即：

(14)

當(dāng)級(jí)內(nèi)為亞臨界，當(dāng)量噴嘴內(nèi)達(dá)到超臨界流動(dòng)時(shí)，由連續(xù)性方程可知：

(15)

式中ccr——蒸汽在當(dāng)量噴嘴中達(dá)臨界狀態(tài)時(shí)的速度，m/s；

vcr——蒸汽在當(dāng)量噴嘴中達(dá)臨界狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的比容，m3/kg。

由式(15)得：

(16)

其中：

(17)

式中 Δhcr——蒸汽在當(dāng)量噴嘴中達(dá)臨界狀態(tài)時(shí)的實(shí)際比焓降，kJ/kg。

當(dāng)量噴嘴在臨界狀態(tài)下級(jí)的簡(jiǎn)化熱力過程線如圖2所示。

圖2 當(dāng)量噴嘴在臨界狀態(tài)下級(jí)的簡(jiǎn)化熱力過程線

類似于式(7)有：

(18)

另外，由圖2可以看出：

(19)

(20)

(21)

式中pcr——蒸汽在當(dāng)量噴嘴內(nèi)流動(dòng)達(dá)臨界狀態(tài)時(shí)的壓力，MPa；

εcr——蒸汽在當(dāng)量噴嘴內(nèi)流動(dòng)達(dá)臨界狀態(tài)時(shí)的壓比。

將式(20)、(21)代入式(19)，得：

(22)

將式(18)、(22)代入式(16)，即可得到表征級(jí)內(nèi)為亞臨界流動(dòng)，當(dāng)量噴嘴為超臨界流動(dòng)時(shí)級(jí)的當(dāng)量噴嘴通流面積的表達(dá)式，即：

(23)

由式(14)、(23)可以看出，級(jí)的當(dāng)量噴嘴通流面積除了與本級(jí)噴嘴出口截面積有關(guān)外，還取決于該級(jí)的前后壓比和反動(dòng)度。而由汽輪機(jī)原理可知[12]，對(duì)于凝汽式汽輪機(jī)的中間某級(jí)，只要通流部分狀態(tài)正常，只有負(fù)荷變化時(shí)，在較大的負(fù)荷變化范圍內(nèi)，中間各級(jí)的反動(dòng)度、壓比和多變指數(shù)基本保持不變。因此，級(jí)的當(dāng)量噴嘴通流面積可以反映級(jí)的通流面積的大小。

2 級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積

2.1 級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積表達(dá)式

級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積是指將汽輪機(jī)的一個(gè)級(jí)組假定為一個(gè)噴嘴，用該噴嘴的面積表征級(jí)組的面積，此時(shí)的噴嘴面積即為級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積。

筆者主要討論級(jí)組內(nèi)各級(jí)均為亞臨界工況時(shí)的當(dāng)量噴嘴通流面積。另外，級(jí)組內(nèi)各級(jí)為亞臨界流動(dòng)，其對(duì)應(yīng)的當(dāng)量噴嘴內(nèi)可能是超臨界流動(dòng)，也可能是亞臨界流動(dòng)。下面，分別對(duì)其進(jìn)行討論。

當(dāng)級(jí)組和當(dāng)量噴嘴內(nèi)均為亞臨界流動(dòng)時(shí)，對(duì)于由兩個(gè)級(jí)組成的級(jí)組，當(dāng)量噴嘴前后壓比大于臨界壓比時(shí)，由連續(xù)性方程知：

(24)

(25)

式中As——級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積，m2；

An1——級(jí)組內(nèi)第一級(jí)噴嘴出口截面積，m2；

Aδ1——級(jí)組內(nèi)第一級(jí)噴嘴的隔板間隙，m2；

c11——級(jí)組內(nèi)第一級(jí)噴嘴出口汽流的絕對(duì)速度，m/s；

cens——假想全級(jí)組比焓降都在當(dāng)量噴嘴中膨脹的假想出口速度，m/s；

v11——級(jí)組內(nèi)第一級(jí)噴嘴出口蒸汽比容，m3/kg；

v22——級(jí)組內(nèi)第二級(jí)動(dòng)葉出口蒸汽比容，m3/kg。

筆者分別討論式(25)中各項(xiàng)的計(jì)算方法，對(duì)于比容項(xiàng)，有：

(26)

式中p11——級(jí)組內(nèi)第一級(jí)噴嘴后蒸汽壓力，MPa；

p21——級(jí)組內(nèi)第一級(jí)動(dòng)葉后蒸汽壓力，MPa；

p22——級(jí)組內(nèi)第二級(jí)動(dòng)葉后蒸汽壓力，MPa；

ε1——級(jí)組內(nèi)第一級(jí)的壓比；

ε2——級(jí)組內(nèi)第二級(jí)的前后壓比；

Ωm1——級(jí)組內(nèi)第一級(jí)的反動(dòng)度。

對(duì)于式(26)中的速度項(xiàng)，有：

(27)

式中 ΔHi——級(jí)組內(nèi)蒸汽的實(shí)際比焓降，kJ/kg；

p0s——級(jí)組前壓力，MPa；

R——蒸汽的氣體常數(shù)，kJ/(kg·K)；

T0——級(jí)組前溫度，K。

當(dāng)量噴嘴在亞臨界狀態(tài)下級(jí)組的簡(jiǎn)化熱力過程線如圖3所示，其中Δhni1為第一級(jí)噴嘴內(nèi)蒸汽的實(shí)際焓降，單位kJ/kg。

圖3 當(dāng)量噴嘴在亞臨界狀態(tài)下級(jí)組的簡(jiǎn)化熱力過程線

化簡(jiǎn)式(27)得：

(28)

將式(26)、(28)代入式(25)得：

(29)

以此類推，當(dāng)級(jí)組中有N級(jí)時(shí)，則：

(30)

式中εi——級(jí)組內(nèi)各級(jí)的壓比。

綜合式(29)、(30)可以得到級(jí)組和當(dāng)量噴嘴內(nèi)均為亞臨界流動(dòng)時(shí)級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積表達(dá)式為：

As=(An1+Aδ1)×

(31)

式中εens——級(jí)組前后壓比。

當(dāng)級(jí)組內(nèi)為亞臨界流動(dòng)，而當(dāng)量噴嘴內(nèi)達(dá)到臨界流動(dòng)時(shí)，若把級(jí)組假定為一個(gè)噴嘴，級(jí)組的前后壓比就是該假想噴嘴的前后壓比。此時(shí)就可能出現(xiàn)該假想噴嘴的前后壓比小于或等于臨界壓比的情況。對(duì)于由兩個(gè)級(jí)組成的級(jí)組，當(dāng)級(jí)組前后壓比小于或等于臨界壓比時(shí)，由連續(xù)性方程知：

(32)

由式(32)得：

(33)

下面，分別討論式(33)中各項(xiàng)的計(jì)算方法，對(duì)于比容項(xiàng)，有：

(34)

對(duì)于式(33)中的速度項(xiàng)，有：

(35)

式中 ΔHcr——蒸汽在當(dāng)量噴嘴內(nèi)膨脹到臨界狀態(tài)時(shí)的比焓降，kJ/kg。

當(dāng)量噴嘴在臨界狀態(tài)下級(jí)組的簡(jiǎn)化熱力過程線如圖4所示，ΔHcrt為當(dāng)量噴嘴內(nèi)蒸汽達(dá)臨界狀態(tài)時(shí)蒸汽的理想比焓降，單位kJ/kg。

圖4 當(dāng)量噴嘴在臨界狀態(tài)下級(jí)組的簡(jiǎn)化熱力過程線

將式(34)、(35)代入式(33)得：

(36)

以此類推，當(dāng)級(jí)組中有N個(gè)級(jí)時(shí)，只要假想噴嘴的臨界壓力大于或等于級(jí)組蒸汽后壓力，均有：

(37)

由式(31)、(37)可以看出，級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積只取決于級(jí)組內(nèi)第一級(jí)的反動(dòng)度、第一級(jí)的前后壓比、第一級(jí)的噴嘴面積和級(jí)組的前后壓比。對(duì)于凝汽式汽輪機(jī)的中間各級(jí)組，級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積同樣可以反映級(jí)組通流面積的大小。

2.2 級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積的計(jì)算式

式(31)、(37)反映了級(jí)組當(dāng)量噴嘴通流面積的表達(dá)式及其影響因素。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于涉及到級(jí)組中第一級(jí)的結(jié)構(gòu)面積和前后壓比，導(dǎo)致無法采用式(31)、(37)計(jì)算級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積。為此，筆者給出級(jí)組當(dāng)量噴嘴通流面積的計(jì)算式。

當(dāng)級(jí)組和當(dāng)量噴嘴內(nèi)均為亞臨界流動(dòng)時(shí)，當(dāng)量噴嘴前后壓比εs>εcr，由式(24)得：

(38)

(39)

式中p2s——級(jí)組出口蒸汽壓力，MPa；

v0s——級(jí)組入口蒸汽比容，m3/kg；

εs——當(dāng)量噴嘴的壓比。

級(jí)組的當(dāng)量假想速度為：

(40)

將式(39)、(40)代入式(38)，即可得到級(jí)組當(dāng)量噴嘴通流面積為：

(41)

將式(41)簡(jiǎn)單變形后，得：

(42)

當(dāng)級(jí)組內(nèi)為亞臨界流動(dòng)，而當(dāng)量噴嘴內(nèi)達(dá)到臨界流動(dòng)時(shí)，當(dāng)量噴嘴前后壓比εs≤εcr，此時(shí)當(dāng)量噴嘴的前后壓比為噴嘴的臨界壓比，即：

(43)

將式(43)代入(41)化簡(jiǎn)得：

(44)

另外，文獻(xiàn)[10]通過將弗留格爾公式進(jìn)行簡(jiǎn)單變形，得到級(jí)組特征通流面積為：

(45)

對(duì)比式(31)、(37)、(42)和(44)可以看出，由于筆者給出的級(jí)組當(dāng)量噴嘴通流面積是利用連續(xù)性方程和蒸汽在級(jí)組內(nèi)的熱力過程通過較嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)得到的，因而更加符合實(shí)際情況。

2.3 級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積的變工況特性

2.3.1汽輪機(jī)各級(jí)組的劃分

為研究級(jí)組當(dāng)量噴嘴通流面積在變工況下值的變化，以某300MW汽輪機(jī)熱平衡圖數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析。該汽輪機(jī)共有36級(jí)，其中高壓缸有13個(gè)級(jí)(1個(gè)調(diào)節(jié)級(jí)和12個(gè)壓力級(jí))，中壓缸9個(gè)級(jí)，低壓缸14個(gè)級(jí)(對(duì)稱分流布置，每邊各7個(gè)級(jí))，將除調(diào)節(jié)級(jí)外的各級(jí)按相鄰抽汽點(diǎn)劃分級(jí)組，如圖5所示，圖中羅馬字母表示各級(jí)組的編號(hào)。因最后兩級(jí)組內(nèi)蒸汽可能達(dá)到臨界速度，故計(jì)算時(shí)不考慮這兩個(gè)級(jí)組。

圖5 300MW汽輪機(jī)級(jí)組的劃分

2.3.2級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積值及對(duì)比

為了分析級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積隨負(fù)荷的變化情況，根據(jù)300MW汽輪機(jī)的熱平衡圖數(shù)據(jù)，得到各級(jí)組當(dāng)量噴嘴通流面積值及其相對(duì)于額定工況時(shí)的偏差率的計(jì)算結(jié)果見表1。同時(shí)，為了便于對(duì)比，將采用文獻(xiàn)[10]得到的式(45)的計(jì)算結(jié)果也一并列于表1中。

表1 300MW汽輪機(jī)不同工況下各級(jí)組當(dāng)量噴嘴通流面積值、特征通流面積值及其偏差率

(續(xù)表1)

從表1可以看出：當(dāng)汽輪機(jī)由額定工況變?yōu)?0%額定工況時(shí)，采用式(42)、(44)計(jì)算得到的各級(jí)組當(dāng)量噴嘴通流面積相對(duì)于額定工況時(shí)的偏差率最大僅為1.492 3%，各偏差率絕對(duì)值的平均值為0.274 6%；而采用文獻(xiàn)[10]得到的特征通流面積最大偏差率達(dá)到2.050 6%，各偏差率絕對(duì)值的平均值為0.831 9%，這說明筆者計(jì)算得到的當(dāng)量噴嘴通流面積受負(fù)荷影響更小，更適合于表征汽輪機(jī)的通流部分面積。

由于當(dāng)量噴嘴通流面積值的大小受多變指數(shù)的影響，而多變指數(shù)與級(jí)組效率有關(guān)。為分析當(dāng)通流部分面積不變，僅由表面粗糙度變化引起效率降低時(shí)，當(dāng)量噴嘴通流面積的變化情況，現(xiàn)以第Ⅱ級(jí)組為例，計(jì)算僅當(dāng)效率降低而其他因素不變時(shí)級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積，結(jié)果如圖6所示。

圖6 第Ⅱ級(jí)組效率降低時(shí)當(dāng)量噴嘴通流面積

從圖6可以看出，當(dāng)?shù)冖蚣?jí)組效率由大修后的91.5%降到88.5%時(shí)，其對(duì)應(yīng)的當(dāng)量噴嘴通流面積從0.032 85m2變到0.033 37m2，其最大偏差率為1.570 0%，在2%之內(nèi)。由此說明，該方法不會(huì)將葉片表面粗糙度變化誤診斷為通流部分面積變化。

綜上所述，在實(shí)際運(yùn)行過程中，當(dāng)汽輪機(jī)通流部分正常時(shí)，當(dāng)量噴嘴通流面積幾乎不隨工況和熱力參數(shù)的變化而變化；但當(dāng)汽輪機(jī)通流部分出現(xiàn)結(jié)垢時(shí)，當(dāng)量噴嘴通流面積會(huì)發(fā)生變化。因此，通過對(duì)級(jí)組當(dāng)量噴嘴通流面積的在線監(jiān)測(cè)，并與通流部分狀態(tài)正常時(shí)的當(dāng)量噴嘴通流面積進(jìn)行對(duì)比，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)通流部分狀態(tài)的監(jiān)測(cè)與診斷。

3 當(dāng)量噴嘴通流面積在汽輪機(jī)通流部分診斷中的應(yīng)用

某300MW汽輪機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)性能下降，出力不足，低壓缸效率下降的狀況。為了診斷汽輪機(jī)性能降低原因，對(duì)其進(jìn)行通流部分狀態(tài)診斷。

該汽輪機(jī)各個(gè)級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積正常值通過汽輪機(jī)大修后運(yùn)行數(shù)據(jù)計(jì)算獲得，當(dāng)量噴嘴通流面積運(yùn)行值通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)計(jì)算獲得。各個(gè)級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積運(yùn)行值的平均值和相應(yīng)的偏差率見表2。考慮到參數(shù)的測(cè)量誤差等因素，當(dāng)量噴嘴通流面積相對(duì)于正常值偏差率達(dá)到-2%時(shí)認(rèn)為級(jí)組通流部分結(jié)垢；當(dāng)量噴嘴通流面積相對(duì)于正常值偏差率達(dá)到+2%時(shí)認(rèn)為級(jí)組通流部分間隙增大或腐蝕。

表2 300MW汽輪機(jī)大修前后當(dāng)量噴嘴通流面積值及其偏差率

從表2可知，前3個(gè)級(jí)組和第Ⅷ級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積值的偏差率的絕對(duì)值在2%以內(nèi)，說明這4個(gè)級(jí)組通流部分狀態(tài)正常。第Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ級(jí)組的當(dāng)量噴嘴通流面積值的偏差率都為負(fù)值，且絕對(duì)值大于2%，診斷結(jié)論為這4個(gè)級(jí)組通流部分結(jié)垢，這與開缸大修后所得通流部分故障結(jié)論相吻合，驗(yàn)證了該方法的可行性。

以另一300MW汽輪機(jī)為例計(jì)算大修前后各級(jí)組當(dāng)量噴嘴通流面積，結(jié)果發(fā)現(xiàn)第Ⅷ級(jí)組通流部分異常，如圖7所示。

圖7 第Ⅷ級(jí)組大修前后當(dāng)量噴嘴通流面積值

從圖7可以看出，大修前第Ⅷ級(jí)組當(dāng)量噴嘴通流面積值與大修后相比顯著偏大，其偏差率的平均值為2.530 0%，說明該級(jí)組通流部分間隙變大，這同樣與開缸大修后所得通流部分故障結(jié)論相吻合。

4 結(jié)論

4.1筆者給出了級(jí)和級(jí)組當(dāng)量噴嘴通流面積的表達(dá)式和計(jì)算式，通過對(duì)某300MW汽輪機(jī)不同工況下級(jí)組當(dāng)量噴嘴通流面積的計(jì)算，結(jié)果表明在汽輪機(jī)通流部分狀態(tài)正常時(shí)，不同工況下級(jí)組當(dāng)量噴嘴通流面積的偏差值很小，當(dāng)量噴嘴通流面積可以作為反映級(jí)組通流面積的當(dāng)量參數(shù)。

4.2通過將汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)的當(dāng)量噴嘴通流面積與通流部分狀態(tài)正常時(shí)的當(dāng)量噴嘴通流面積進(jìn)行對(duì)比，可以對(duì)汽輪機(jī)級(jí)組通流部分狀態(tài)進(jìn)行診斷。

4.3通過對(duì)某300MW機(jī)組實(shí)際案例進(jìn)行診斷，所得結(jié)論與開缸大修所得的故障結(jié)論相同，證明了該方法的可行性。

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