Característiques de l’entorn de treball de les fulles de la turbina

L’entorn de treball de les fulles de turbina de vapor és molt complex i dur. Concretament, es poden dividir en tres parts: seccions d’alta, mitjana i baixa pressió. En comparació amb les fulles de les seccions d’alta i mitjana pressió, les condicions de treball de les darreres fulles a la secció de baixa pressió de la turbina de vapor de baixa pressió tenen les següents característiques: la pressió de vapor a l’última etapa de la secció de baixa pressió és inferior a la pressió atmosfèrica, el cabal de volum de vapor augmenta significativament i el flux és complex; El vapor a l’última etapa de la secció de baixa pressió té un contingut d’humitat elevat i les gotes d’aigua del vapor tenen un impacte significatiu en les fulles; Quan la turbina de vapor funciona en condicions variables, l’estat de treball de l’última fulla de la secció de baixa pressió canvia el que més afecta greument la seva força i vibració; L’última fulla de la secció de baixa pressió és més llarga que altres fulles i les condicions de força són més estrictes.

Aquestes característiques requereixen que el disseny de les fulles de la secció de baixa pressió s’ha de considerar de manera més exhaustiva i acurada durant el procés de disseny i fabricació de turbines de vapor de baixa pressió. En general, el disseny de les fulles de la secció de baixa pressió requereix programes d’anàlisi més avançats, més càlculs i dissenys estructurals més complexos que el disseny d’altres fulles. La fabricació és més difícil, com ara: espurna elèctrica i trinxada de flama i reforç de les fulles d’alta freqüència de fulles, polvorització tèrmica, revestiment làser, trinxada de superfície làser local, incrustacions perifèriques, etc. Malgrat això, els danys a les fulles d’última etapa encara es produeixen de tant en tant.

2 Formes de danys i causes de les fulles de l'última etapa a la secció de baixa pressió

Hi ha moltes formes i causes de danys a les fulles d’última etapa a la secció de baixa pressió, les principals són: formes i causes de danys mecànics; Formes i causes de danys no mecànics.

Danys i causes mecàniques: Per exemple, les partícules dures estrangeres entren a la turbina i danyen les fulles, les parts fixades dins de la turbina cauen i danyen les fulles, el rotor i el cilindre no s’alineen bé o el cilindre es deforma, provocant que les fulles es freguen contra el segell de vapor, i les ranures es porten a l’enrotllament de la fulla, etc. Tot i això són danys mecànics. Aquest tipus de danys es poden gestionar per diferents mesures en funció de la seva gravetat i de l’impacte en el funcionament.

Danys i causes no mecàniques: danys causats per la corrosió de les fulles a causa de la mala qualitat del vapor; Danys causats per l’erosió de l’aigua causada per l’impacte de l’aigua líquida en vapor humit. Aquest article tracta principalment les dues causes de danys no mecànics i els mètodes de tractament de les fulles de la secció de baixa pressió: anàlisi de les causes de dany causades per la corrosió de fulles a causa de la mala qualitat del vapor i els mètodes de tractament.

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 força de fatiga de flexió baixa bruscament fins a 115 ~ 135 N/mm2. La força de fatiga reduïda significa una vida útil escurçada. Mitjançant la inspecció d’instruments de les fulles finals, es va trobar que la corrosió de les fulles finals de baixa pressió es va produir majoritàriament a cada etapa de la zona de vapor humida i la corrosió local sovint es va produir a la superfície de la fulla sota la capa d’escala, que després es va expandir fins a formar esquerdes. L’operació continuada provocarà un trencament de les fulles a causa de la fatiga de la corrosió. La inspecció i l’anàlisi de les fulles trencades per instruments van demostrar que la capa de sediments de fractura contenia clorurs.