Повреди и лечение на последните лопasti на нискотиснинния паров турбинен стъпка

1. Характеристики на работната среда на турбинните лопатки

Работната среда на паровите турбинни лопатки е много сложна и жестока. По-точно, те могат да бъдат разделени на три части: високо-, средно- и нискотеглени секции. В сравнение с лопатките в високото и средното тегло, работните условия на последните лопатки в нискотеглената секция на нискотегленията парова турбина имат следните характеристики: паровото налягане на последната стъпка в нискотеглената секция е по-ниско от атмосферното налягане, обемният поток на пара се увеличава значително, а потока е сложен; парът на последната стъпка в нискотеглената секция съдържа високо съдържание на влажност, а водните капчици в пара имат значителен ударен ефект върху лопатките; когато паровата турбина работи при променливи условия, работното състояние на последната лопатка в нискотеглената секция се променя най-много, което сериозно влияе на нейната прочност и вибрация; последната лопатка в нискотеглената секция е по-дълга от другите лопатки, а условиите за прочност са по-строги.

Тези характеристики изискват, че проектирането на лопатките от последната стъпка на нисконаляганата секция трябва да бъде разгледано по-комплексно и внимателно по време на процеса на проектиране и производство на нисконаляганите парови турбини. Общо взето, проектирането на лопатките от последната стъпка на нисконаляганата секция изисква по-съвременни аналитични програми, повече пресмятания и по-сложни конструктивни решения в сравнение с проектирането на другите лопатки. Производството е по-трудно, като пример: електрически искрово и пламенно охлаждане, високочестотно укрепване на лопатките, термично спрayersване, лазерно напаяне, локално лазерно повърхностно охлаждане, инкрустация и др. Въпреки това, повреди на лопатките от последната стъпка все още се случват от време на време.

2 Форми на повреда и причини за лопатките от последната стъпка в нисконаляганата секция

Има много форми и причини за повреди на последните лопатки в нискотоносната секция, основните са: форми и причини за механични повреди; форми и причини за несъответства, които не са механични.

Механични повреди и причини: Например, чужди твърди частици проникват в турбината и повредяват лопатките, откъснали се фиксирани части в турбината повредяват лопатките, роторът и цилиндърът не са добре подредени или цилиндърът е деформиран, което води до търкане на лопатките срещу парафиновия затвор, а върху обвивката на лопатките се изразмят борозди и т.н. Всички тези повреди обаче се дължат най-вече на причини различни от конструкционните фактори на крайните лопатки, които са механични повреди. Този вид повреди може да бъде преодолен по различен начин, в зависимост от тяхната тежест и въздействието върху операцията.

Немеханични повреди и причини: повреди, вызвани от корозията на лопатките поради лошо качество на пара; повреди, вызвани от водна ерозия под влиянието на течна вода в мокър пар. Тази статия главно разглежда двете немеханични причини за повреди и методите за лечение на лопатките в нискотисната секция: анализ на причините за повредите, вызвани от корозията на лопатките поради лошо качество на пара, и методите за лечение.

Анализ на причината: Обикновено лопатките на нискотоносната турбина са направени от твърдостойка неръжавеща стомана. Този материал има добър съпротивност към корозията, поради образуването на гъста и устойчива оксидна защитна филма на повърхността му. Всичко пак, ако пара съдържа C02, S02, особено хлоридни иони, защитният филм на повърхността на лопатката ще бъде кородиран и бързо ще се разраства в дълбочина, което води до корозия на лопатката и значително намаляване на нейната прочност. Взимайки като пример 2Cr13 неръжавеща стомана, издръжливостта й при изкривяване от умора при нормална температура във въздуха е 390 Н/мм² (изкус без резби, брой на циклите на напрежение n=5x10⁷, същото по-долу), а при чиста кондензирана вода издръжливостта при изкривяване остава 275~315 Н/мм². Всичко пак, в раствор с оксиди съдържащи >1% NaCl, издръжливостта при изкривяване пада рязко до 115~135 Н/мм². Намалената уморна издръжливост означава скъсен живот на лопатките. Чрез инструментален преглед на крайните лопатки се установи, че корозията на лопатките на последния етап на нискотоносната турбина най-често се случва в зоната на мокрия пар и местната корозия често се появява под слоя на насипите, след което се разширява и образува тресове. Продължаването на операцията ще доведе до лом на лопатките поради корозионна умора. Инструментален преглед и анализ на лопатките показва, че слоите на отломките съдържат хлориди.