Características del entorno de trabajo de las cuchillas de la turbina

El entorno de trabajo de las cuchillas de turbina de vapor es muy complejo y duro. Específicamente, se pueden dividir en tres partes: secciones de presión alta, media y baja. En comparación con las cuchillas en las secciones de presión alta y media, las condiciones de trabajo de las últimas cuchillas en la sección de baja presión de la turbina de vapor de baja presión tienen las siguientes características: la presión de vapor en la última etapa de la sección de baja presión es menor que la presión atmosférica, la velocidad de flujo del volumen de vapor aumenta significativamente y el flujo es complejo; El vapor en la última etapa de la sección de baja presión tiene un alto contenido de humedad, y las gotas de agua en el vapor tienen un impacto significativo en las cuchillas; Cuando la turbina de vapor se ejecuta en condiciones variables, el estado de trabajo de la última cuchilla de la sección de baja presión cambia más, lo que afecta seriamente su fuerza y ​​vibración; La última cuchilla de la sección de baja presión es más larga que otras cuchillas, y las condiciones de fuerza son más estrictas.

Estas características requieren que el diseño de la sección de baja presión las cuchillas de la última etapa deba considerarse de manera más exhaustiva y cuidadosa durante el proceso de diseño y fabricación de turbinas de vapor de baja presión. En términos generales, el diseño de las cuchillas de última etapa de la sección de baja presión requiere programas de análisis más avanzados, más cálculos y diseños estructurales más complejos que el diseño de otras cuchillas. La fabricación es más difícil, como: chispas eléctricas y enfriamiento de llama y fortalecimiento de al apagado de alta frecuencia de las cuchillas, pulverización térmica, revestimiento de láser, enfriamiento de la superficie láser local, incrustaciones periféricas, etc. A pesar de esto, el daño a las cuchillas de la última etapa todavía ocurre de vez en cuando.

2 formularios de daño y causas de las últimas cuchillas en la sección de baja presión

Hay muchas formas y causas de daño a las cuchillas de la última etapa en la sección de baja presión, las principales son: formas y causas de daño mecánico; formas y causas de daño no mecánico.

Daño y causas mecánicas: por ejemplo, las partículas duras extrañas entran en la turbina y dañan las cuchillas, las partes fijas dentro de la turbina se caen y dañan las cuchillas, el rotor y el cilindro no están bien alineados o el cilindro deformado, lo que hace que las cuchillas se froen contra el sello de vapor, y los ranuras se encuentren en la cubierta de la cuchilla, etc. Sin embargo, la mayoría de las razones por las cuales se produce el daño final. Este tipo de daño puede ser manejado por diferentes medidas dependiendo de su gravedad y el impacto en la operación.

Daño y causas no mecánicas: daño causado por la corrosión de las cuchillas debido a la mala calidad de vapor; Daño causado por la erosión del agua causado por el impacto del agua líquida en el vapor húmedo. Este artículo discute principalmente las dos causas de daño no mecánico y los métodos de tratamiento de las cuchillas de la sección de baja presión: análisis de las causas de daño causadas por la corrosión de las cuchillas debido a la mala calidad de vapor y los métodos de tratamiento.

Cause analysis: Usually, the low-pressure turbine blades are made of heat-resistant stainless steel. This material has good corrosion resistance because a dense and stable oxide protective film is formed on its surface. However, if the steam contains C02, S02, especially chloride ions, the protective film on the surface of the blade will be corroded and quickly develop in depth, causing corrosion to the blade, and the blade strength will be greatly reduced. Taking 2Cr13 stainless steel as an example, the bending fatigue strength in air at room temperature is 390 N/mm2 (unnotched specimen, stress cycle number n=5x107, the same below), and the bending fatigue strength in clean condensate water is still 275~315N/mm2. However, in an oxide solution with a NaCl content of >1%, la resistencia a la fatiga de flexión cae bruscamente a 115 ~ 135 N/mm2. La resistencia a la fatiga reducida significa una vida útil abreviada. A través de la inspección del instrumento de las cuchillas finales, se descubrió que la corrosión de las cuchillas finales de baja presión ocurrió principalmente en cada etapa de la zona de vapor húmedo, y la corrosión local a menudo ocurrió en la superficie de la cuchilla debajo de la capa de escala, que luego se expandió para formar grietas. La operación continua causará la rotura de la cuchilla debido a la fatiga de corrosión. La inspección y el análisis de las cuchillas rotas por instrumentos mostraron que la capa de sedimento de fractura contenía cloruros.