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汽轮机寿命管理

/stream turbine service life management/
条目作者付忠广

付忠广

最后更新 2022-12-23
浏览 102
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根据机组的带负荷方式进行寿命预分配,制订合理的运行方式,使机组在整个服役期内科学控制关键零部件的寿命损耗,以保证机组在规定的使用年限内,实现最佳的安全经济运行的过程。

英文名称
stream turbine service life management
所属学科
工程热物理及动力工程

通常认为火力发电汽轮机的服役年限为30年。在这30年的时间里,如何合理地分配汽轮机的寿命,充分利用汽轮机的寿命,以取得最大的经济效益是汽轮机寿命管理的出发点。

对于带基本负荷的机组,汽轮机寿命的损耗主要为高温蠕变和正常检修启停所需低周疲劳对汽轮机寿命的损耗。

对调峰机组,除检修、维护需要正常启停以外,还应根据电网要求,安排一定次数的热态启动和一定范围内的负荷变化。负荷变化量(率)和热态启停次数(速区)应视电网的要求而定。在分配汽轮机寿命损耗时,既要考虑汽轮机寿命的合理损耗,又要考虑到电网的调峰需要。

在实际运行过程中,由于不可预测的因素较多,可能导致实际寿命损耗与预先分配值有较大偏差,因此,有必要对汽轮机寿命损耗进行监测。寿命监测就是定期或不定期地(每次启停中或启停后)对汽轮机寿命的实际损耗情况进行核算,以确保机组的安全运行。

运行人员虽然可以按照寿命预先分配方案确定的启动方案进行启动,但在实际运行过程中,仍可能会由于不可测的原因,与预定启动方案发生一定的偏差,导致热应力与寿命损耗率与预测值不符。为了监督转子寿命的实际损耗,应定期或不定期地对转子的寿命损耗进行核算。

对汽轮机寿命的评估方法,一般采用线性累积损伤法,即转子的累积总寿命损耗率为低周疲劳损伤与高温蠕变损伤之和,即:


式中为累积总寿命损耗率;为低周疲劳寿命损耗率;为高温蠕变寿命损耗率;为某低周疲劳应变(应力)幅对应的疲劳寿命循环次数;为某一定工作应力和工作温度下的工作时间;为某一定工作应力和工作温度下的蠕变寿命。由公式可知,汽轮机转子的使用寿命有寿命分配问题。

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