[发明专利]一种深度调峰下防止汽轮机叶片水蚀的补汽系统及应用

说明书

本发明公开了一种深度调峰下防止汽轮机叶片水蚀的补汽系统，属于汽轮机技术领域。将末级静叶改为空心补汽叶片，并增加一套向该叶片补汽的系统，结合相关参数，将特定温度、压力和流量的蒸汽通过末级静叶向汽轮机补汽，用于加热流经末级静叶的蒸汽，降低蒸汽进入末级动叶的湿度，同时提高末级叶片的蒸汽通流量，从而达到防止汽轮机末级动叶进汽侧叶顶和出汽侧叶根水蚀的目的。

技术领域

本发明涉及一种汽轮机装置，尤其是一种深度调峰下防止汽轮机叶片水蚀的补汽系统，属于汽轮机技术领域。

背景技术

随着火电机组普遍参与电网调峰，机组深度调峰、快速变负荷、启停调峰等操作更加频繁，机组长期调峰运行，机组末级动叶湿度增加，导致末级动叶进汽顶端边缘部分和出汽根部外缘部分受到不同程度的水蚀。

水蚀不但降低了叶片的气动性能，使机组的效率降低，而且动叶根部区域由于汽流脱离造成涡流，激发并加剧动叶的振动，造成动叶断裂，严重影响机组的安全和经济运行。

当前，汽轮机叶片常用防水蚀措施基本可分为主动式和被动式，主动式常采用空心导叶并在叶身上开疏水槽，将凝结的水疏导走。也有采用对空心末级静叶加热防止湿蒸汽凝结达到防止动叶顶端水蚀的目的。被动式主要是选择抗侵蚀材料或对动叶进汽边进行强化处理和采用保护涂层，保证叶片正常工作，但随着机组负荷进一步下降，目前被动式防水蚀效果并不理想。

总之，目前不论是主动式还是被动式防水蚀都主要是解决末级叶片顶部进汽侧水蚀的问题，但是随着机组长期调峰并伴随着供热、切低压缸等小容积流量运行方式下叶片根部水蚀的问题并未得到解决。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种深度调峰下防止汽轮机叶片水蚀的补汽系统及应用。将末级静叶改为空心补汽叶片，并增加一套向该叶片补汽的系统，结合相关参数，将特定温度、压力和流量的蒸汽通过末级静叶向汽轮机补汽，用于加热流经末级静叶的蒸汽，降低蒸汽进入末级动叶的湿度，同时提高末级叶片的蒸汽通流量，从而达到防止汽轮机末级动叶进汽侧叶顶和出汽侧叶根水蚀的目的。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种深度调峰下防止汽轮机叶片水蚀的补汽系统，其特征是，包括用于提供蒸汽的蒸汽补汽管道，所述蒸汽补汽管道经一号支管和二号支管分别与双排汽低压缸两端的末级空心补汽静叶连通，所述一号支管上安装有一号控制阀和一号减温减压阀，所述二号支管上安装有二号控制阀和二号减温减压阀，所述双排汽低压缸两端的末级空心补汽静叶的后端均安装有温度传感器和压力传感器，所述末级空心补汽静叶的底部连接有进汽环管，所述末级空心补汽静叶内开设有空心腔室，所述末级空心补汽静叶的侧壁开设有通流孔；蒸汽补汽经一号支管和二号支管之后通过进汽环管流入空心腔室，再经通流孔流出向汽轮机补汽，加热末级静叶的同时增加末级通流量，减少末级静叶表面二次水滴的形成。

进一步的，所述蒸汽补汽管道中的补气包括辅汽供汽以及双排汽低压缸的六段抽汽。

进一步的，进汽环管以及末级空心补汽静叶的设计方式不仅能有效的对末级静叶加热，而且通过末级静叶表面的通流孔加热蒸汽，能降低排汽湿度，提高末级的通流量。

应用步骤：

a、将双排汽低压缸的末级静叶的内部开设空心腔室，末级静叶的表面开设通流孔；

b、引入蒸汽补汽管道，通过一号支管和二号支管分别引入双排汽低压缸两端的末级静叶；供汽来源主要由六段抽汽供给，补汽参数不满足时切换至辅汽供汽；

c、通过温度传感器和压力传感器测量蒸汽的温度和压力，并根据温度和压力的变化调整一号减温减压阀和二号减温减压阀，将满足要求的蒸汽引入末级空心补汽静叶。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：通过将现有实心末级静叶叶片改为空心补汽叶片，可以实现汽轮机低负荷时有针对性的提高末级动叶的进汽温度，降低蒸汽的湿度，而且还可以通过增加进汽流量，防止动叶片根部区域由于汽流脱离造成涡流后的叶根水蚀，可以从根本上解决汽轮机叶片的水蚀问题。