2018年4月第21卷第4期 Apr. 2018, Vol. 21 , No. 4
电力大数据
POWER SYSTEMS AND BIG DATA
发电研究
Power Generation
600MW超临界汽轮机配汽不平衡力影响
及配汽方案优化
王文强，钱进23，申甲2，赵正红2，邓形天
（1.贵州电网有限责任公司电力科学院研究院，责州责阳550001；
2.责州大学电气工程学院，资州责阳550025;3.重庆大学动力工程学院重庆400044）
摘要：汽轮机尤其是超临界汽轮机在变负荷运行过程中，不合理的配汽方策会在调节级产生较大的配汽不平衡力，引发调节级附近的轴承发生轴心偏移，瓦温升高等故障，对机的安全运行造成影响。单纯考感减小不平衡汽流力的配汽方案又会造成调节级效率乃至汽轮机整体内效率的下降，因此在配汽方像选择时，需要要善解决汽轮机运行安全性和经济性之间存在的这一对矛盾。论文阐述了汽轮机配汽不平衡汽流力的产生机理及其造成的影响，针对某型600MW超临界汽轮机在30%、80%、90%负荷点上，设置了不同的配汽方象，就汽流不平衡力和调节级效率进行了详细计算，从安全性与经济性两个角度展开了方案的对比分析，依据计算和分析结果提出了兼顾减小不平衡汽流力和提高调节级效率的协同优化方索。
关键词：汽轮机；配汽方策；不平衡汽流力；协同优化
文章编号：2096-4633(2018)04-0053-06中图分类号：TK26文献标志码：B
喷嘴调节是汽轮机变负荷运行时可选择采用的一种配汽方式，通过汽轮机调节阀控制调节级进汽面积，实现部分进汽，可减少节流损失，改善调节级经济性，从而可提高机组运行经济性指标。但如果配汽方案设计不合理，调节级在部分进汽时会产生较大的配汽不平衡汽流力，引发机组产生轴心偏移、瓦温升高、轴振异常等轴系故障，影响机组运行的稳定性。为了保证机组运行的安全性，大多数机组采用单阀运行，但是这种配汽方式又会造成机组运行经济性的牺性。这一对矛盾在机组参数超临界化后，更为突出。本文分析了汽轮机配汽不平衡汽流力产生的机理，以及其对机组产生的不良影响，对某型600MW超临界汽轮机启动过程中、额定负荷附近和深度调峰运行时安全性与经济性协同配汽方案进行了计算分析与讨论。
配汽不平衡汽流力机理及其影响 1
蒸汽在调节级中流动时会对调节级动叶片产汽流力的作用，这个汽流力可分解为沿轴向方向的轴向力，沿径向方向的径向力，沿圆周方向的切向力，径向力一般较小，对叶片的影响可以忽略不计。
基金项目：中国南方电网有限责任公司科技项目（GZ2015-2-0047
蒸汽的切尚力产生使转子旋转的力偶，同时也产生一个通过转轴中心的力；叶轮的轴向汽流力会使转子产生轴向位移，对转轴产生一个翻转力矩。
汽轮机调节级喷嘴组均匀进汽的时候，轴向汽流力对转轴的翻转力矩和切向汽流力所产生的通过转轴中心的力，均匀的分布在整个动叶轮圆周上，处于自平衡状态，对外界没有力的作用。当机组采用节流调节配汽的时候，叶轮和转轴处于上述平衡；当调节级非对称进汽时，不能够自平衡，调节级配汽不平衡汽流力会在在机组的各轴承处产生附加载荷["]。
作用在--个动叶片上的切向汽流力F，和轴向汽流力F，分别为2)：
切向力：
Fu = G(w,cos β, + wzcos β,) 轴向力：
(1)
Fz = G(w,cos β, wzcos βB,) + Az(p: P2) (2) 式中：GAz2B:BPP2分别表示通过动
叶片的蒸汽流量，动叶片的轴向面积，动叶片进、出口蒸汽的相对切向流速，动叶片进、出口蒸汽的汽流角，动叶片进出口蒸汽压力。
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