kaiyun中国登录入口登录 转载--为什么汽轮机能运行30年？

今天我就来了解一下汽轮机寿命损失：影响机组运行的关键因素——热应力&疲劳寿命损失

★影响寿命损失的主要因素：①低周疲劳寿命损失； ②高温蠕变损失。

1. 生命损失

1、疲劳损伤 ①由材料力学可知，金属材料在交变应力的反复作用下会产生疲劳损伤。 ② 即使应力没有超过材料的屈服极限，经过一定次数的循环（反复施加交变应力）后，金属材料也会出现微观裂纹。 ③ 如果应力足够大，循环次数不多，材料就会断裂。

2、寿命寿命由两部分组成：①从新的无裂纹零件投入运行到零件上出现第一个宏观裂纹（一般指裂纹深度为0.2~0.5mm）的工作时间，即称为无裂纹寿命L1或有效寿命； ②在交变热应力作用下，从出现初始裂纹到逐渐扩展至临界裂纹的工作时间，称为裂纹扩展寿命L2或残余寿命。根据断裂力学分析，L2占总寿命的相当一部分。因此，当部件出现初始裂纹时，并不意味着它已经失去了工作能力或寿命已经结束。当汽轮机部件不再具有继续使用的经济价值和安全裕度时，该部件的使用寿命将结束。

2、高温蠕变 ①定义：金属在高温下长期承受一定的工作应力。即使应力不超过金属在该温度下的许用应力，也会发生缓慢而连续的塑性变形。 ②实验证明，金属的蠕变与金属材料所承受的工作应力和工作温度密切相关。

当工作应力和工作温度一定时，蠕变发展过程呈现三个阶段：1°，不稳定蠕变阶段； 2°减速蠕变阶段，2°恒定蠕变速度稳定蠕变阶段；和3°等速蠕变阶段。蠕变速率迅速增加直至断裂。在涡轮机寿命管理中，第三阶段时间不能包含在蠕变寿命中。加速蠕变阶段。在相同应力下，转子的工作温度越高，蠕变断裂时间越短。相同温度下，转子承受的应力越大，蠕变断裂时间越短。当蠕变损失积累到一定程度时，就会使转子产生裂纹，引起蠕变变形和动、静摩擦事故。通常规定汽轮机运行10万小时后，总变形量不得超过0.1%。

3.低温脆性和FAT T1。低温脆性：高强度合金钢在一定低温范围内韧性性能显着下降的现象。 2、工程应用中，FATT是指材料冲击试验时，塑性破坏区和脆性破坏区各占断口形貌的50%时对应的试验温度。称为材料的脆性转变温度，记为FATT。 （越低越好） ① 如果材料温度>FATT，就会发生延性破坏。 2、如果材料温度<FATT，就会发生脆性破坏，发生脆性破坏的可能性增大。 ③当材料长期在高温环境下工作时，其FATT缓慢增加。对汽轮机转子材料的FAT T有明确的要求，也有防止汽轮机转子脆性损坏的具体措施：对于CrMoV转子钢，FATT=80~130℃。现代断裂力学认为kaiyun官方下载App下载，金属材料低温脆性破坏的根本原因在于材料在锻造和热处理过程中形成的潜在微裂纹。 3、低温脆性破坏的预防自20世纪50年代发生多起高强度合金钢低温脆性破坏的严重事故以来，低温脆性破坏引起了人们的高度重视。经过反复实践和研究，形成了一系列防止汽轮机转子低温脆性损坏的有效措施。例如：ABB规定冷启动时低速预热和带初始负载预热；东芝要求机组冷启动时在盘车状态下对高压缸进行预热并以初始负载进行预热； G/A公司的机组冷启动中速预热和中压缸启动方式都是为了在低应力状态下加热转子，使转子金属温度超过材料的FATT后再转入高压力状态。

4、寿命管理与控制汽轮机寿命评价一般采用线性累积损伤法，即转子的累积总寿命损失率M为低周疲劳损伤与高温蠕变之和损害。

合理分配汽轮机寿命 一般认为汽轮机的使用寿命为30年。在这30年里，如何合理分配汽轮机的寿命，充分利用汽轮机的寿命，取得最大的经济效益，是汽轮机寿命分配的出发点。对于带有基本负荷的机组云开·全站APP官方网站，汽轮机寿命的损失主要是由于正常维护启停所需的高温蠕变和低周疲劳造成的。对于调峰机组，除正常启停检查维护外，还应根据电网的要求安排一定次数的热启动和一定范围内的负荷变化。负荷变化量（速率）和热启停次数（调速区）应根据电网要求确定。在分配寿命损失时，不仅要考虑汽轮机寿命的合理损失Kaiyu体育下载，还要考虑电网调峰的需要。 2、汽轮机寿命监测 ①寿命监测 在实际运行过程中，由于许多不可预测的因素，实际寿命损失可能与预先设定值有较大偏差。因此，有必要对汽轮机的寿命损失进行监测。寿命监测是定期或不定期（每次开机、停机或开机、停机后）计算机组寿命的实际损失，以保证机组的安全运行。 ②寿命监测方法：在线和离线离线计算是根据启动或启动后调节级或第一级介质压力的蒸汽温度变化曲线，取出各级的温度变化率和温度变化量（或时间）。停止、使用 热应力值和寿命损失率可以通过解析法或数值求解法计算；也可以根据转子的寿命损失曲线直接检查。在线计算就是在线监控。将调节级或第一级中压的蒸汽温度转换成数字信号输入计算机。然后计算机按照预定程序，以时间作为第二变量进行跟踪计算，得到被监测部位的最大应力值。以及相应的寿命损失率，然后输出计算结果。如果程序中给出了应力极限值，当应力超过极限时可以发出报警信号。