高参数汽轮机调节级喷嘴防治颗粒冲蚀技术及其优化机制

摘要

本文综述了本课题组对高参数汽轮机抗固体颗粒冲蚀（SPE）专题研究的主要成果，同时给出了对下一步研究工作的展望。基于大量的模拟高参数机组运行条件下的氧化铁颗粒冲蚀试验、数值模拟研究和对机组运行状态的调研，发现进汽流道结构优化是延长喷嘴组耐冲蚀寿命的最主要途径，从而提出了一套较完备的高参数汽轮机喷嘴型线和结构抗冲蚀优化设计和延寿技术。以延长机组高效寿命周期为目标，首次建立了一种喷嘴冲蚀失效准则以及在线监测喷嘴寿命状态和控制检修周期的方法。通过加速冲蚀试验方法对国内主要汽轮机企业开发应用的6种高参数汽轮机喷嘴材料和9种强化涂层抗颗粒冲蚀磨损的性能进行了系统考核，建立了不同材料和涂层工艺的抗冲蚀磨损数据库，并以此为基础提出了叶栅材料和涂层的冲蚀模型和粒子反弹模型，以及高参数汽轮机抗冲蚀涂层选择与工艺参数优化的原则与极限指标，相关结果已应用于实际。上述研究成果对确保高参数机组全寿命周期高效率运行与制定合理的检修计划具有重要的指导意义，同时也为进一步建立抗冲蚀涂层技术规范和检验标准、建立汽轮机抗SPE 设计规范以及包括锅炉和汽轮机的氧化物危害综合防治研究奠定了坚实的基础，相关的抗冲蚀涂层技术和试验方法具有很强的移植性。