Kisnyomású gőzturbina utolsó fokozatú lapátjainak sérülése és kezelése

1. A turbinalapátok munkakörnyezetének jellemzői

A gőzturbina lapátjainak munkakörnyezete nagyon összetett és kemény. Konkrétan három részre oszthatók: magas, közepes és alacsony nyomású szakaszokra. A nagy és közepes nyomású szakaszok lapátjaihoz képest az alacsony nyomású gőzturbina alacsony nyomású szakaszában az utolsó lapátok munkakörülményei a következő jellemzőkkel rendelkeznek: az alacsony nyomású szakasz utolsó szakaszában a gőznyomás alacsonyabb, mint a légköri nyomás, a gőz térfogatáram jelentősen megnő, és az áramlás összetett; az alacsony nyomású szakasz utolsó szakaszában lévő gőz magas páratartalmú, és a gőzben lévő vízcseppek jelentős hatással vannak a lapátokra; amikor a gőzturbina változó körülmények között működik, az alacsony nyomású szakasz utolsó lapátjának üzemállapota változik meg leginkább, ami súlyosan befolyásolja annak erejét és rezgését; az alacsony nyomású szakasz utolsó lapátja hosszabb, mint a többi lapát, és a szilárdsági feltételek szigorúbbak.

Ezek a jellemzők megkövetelik, hogy az alacsony nyomású szakasz utolsó fokozatú lapátjainak tervezését átfogóbban és alaposabban mérlegelni kell az alacsony nyomású gőzturbinák tervezési és gyártási folyamata során. Általánosságban elmondható, hogy az alacsony nyomású szakasz utolsó szakaszában lévő lapátok tervezése fejlettebb elemző programokat, több számítást és bonyolultabb szerkezeti tervezést igényel, mint a többi lapát tervezése. A gyártás nehezebb, mint pl.: elektromos szikra- és lángoltás, valamint a pengék nagyfrekvenciás oltása, hőpermetezés, lézeres burkolat, lokális lézeres felülethűtés, perifériás berakás stb.

2 A kisnyomású szakasz utolsó fokozatú lapátjainak károsodási formái és okai

A kisnyomású szakaszon az utolsó fokozatú lapátok károsodásának számos formája és oka van, a főbbek: a mechanikai sérülések formái és okai; a nem mechanikai sérülések formái és okai.

Mechanikai sérülések és okok: Például idegen kemény részecskék behatolnak a turbinába és károsítják a lapátokat, a turbinán belüli rögzített részek leesnek és károsítják a lapátokat, a forgórész és a henger nincs megfelelően egy vonalban, vagy a henger deformálódik, aminek következtében a lapátok a gőztömítéshez súrlódnak, és hornyok kopnak a lapáton, de a legtöbb ok, mint a lapát burkolata, stb. végső pengék, amelyek mechanikai sérülések. Az ilyen típusú sérülések súlyosságától és a működésre gyakorolt ​​hatásától függően különböző intézkedésekkel kezelhetők.

Nem mechanikai sérülések és okai: a kések rossz gőzminőség miatti korróziója által okozott károk; a nedves gőzben lévő folyékony víz becsapódása által okozott vízerózió által okozott károk. Ez a cikk elsősorban a kisnyomású szelvénylapátok két nem mechanikai károsodási okát és kezelési módszerét tárgyalja: a lapátok rossz gőzminőségből adódó korróziója okozta károk elemzését és kezelési módszereket.

Okok elemzése: Általában az alacsony nyomású turbinalapátok hőálló rozsdamentes acélból készülnek. Ennek az anyagnak jó a korrózióállósága, mert a felületén sűrű és stabil oxid védőréteg képződik. Ha azonban a gőz C02-t, S02-t, különösen kloridionokat tartalmaz, a penge felületén lévő védőfólia korrodálódik, és gyorsan mélyedésbe kerül, ami korróziót okoz a pengén, és a penge szilárdsága jelentősen csökken. Példaként 2Cr13 rozsdamentes acélt vesszük, a hajlítási kifáradási szilárdság levegőben szobahőmérsékleten 390 N/mm2 (hornyolatlan próbatest, feszültségciklus száma n=5x107, ugyanez lent), és a hajlítási kifáradási szilárdság tiszta kondenzvízben továbbra is 275-315N/mm2. Az 1% feletti NaCl tartalmú oxidoldatban azonban a hajlítási kifáradási szilárdság meredeken 115~135 N/mm2-re csökken. A csökkentett kifáradási szilárdság rövidebb élettartamot jelent. A véglapátok műszeres vizsgálata során megállapították, hogy a kisnyomású véglapátok korróziója többnyire a nedves gőzzóna egyes szakaszaiban fordult elő, és a lapátfelületen a vízkőréteg alatt gyakran előfordult helyi korrózió, amely aztán kitágulva repedéseket képez. A működés folytatása a korróziós kifáradás miatt a penge eltörhet. A törött pengék műszeres vizsgálata és elemzése azt mutatta, hogy a repedési üledékréteg kloridokat tartalmazott.