汽轮机热应力控制 金属部件受热不均，出现温差就会产生热应力。温差越大，热应力也越大。部件加热时受到压缩应力，部件冷却时收到拉伸应力。而压缩和拉伸应力得不断交错循环，将会导致金属产生疲劳裂纹，消耗设备的使用寿命，并逐渐扩大直到断裂失效。对于汽轮机而言，在非稳定状态下运行（如启停，增、减负荷或变温度运行）时，其金属部件将受到固定大小和频率的热应力影响，会导致材料处于一个高水平的疲劳度而出现裂纹。 减少部件疲劳，控制热应力的最好方法就是控制部件内外温差，控制部件内外温差的最好方法则是延缓部件的升、降温速率。因此合理的消耗寿命，以便设备在使用寿命内发挥最大的效益就是设备热应力控制的目的。为此一般厂家都会根据设备的运行特性，合理分配设备的寿命消耗。如汽机厂会提供全寿命内汽机冷、温、热态的启动次数限制，以及升降负荷的速率限制。 西门子DEH 的热应力控制就是将汽机厂的这些要求和手段 转 换 成 程 序 ，测 取（或模 拟 计 算 ）受温度剧 烈 变化 影响的汽机主 要厚 重 部件如高中 压主 汽门阀 体 、高中 压缸 体 、高中 压转 子等 部件的内外壁 温，然 后 计 算 出可 能 的最大应力（用温差进 行表 征 ）并与 规 定限值 进 行比 较 ，从 而构 成 汽机监 视 系 统 的一部分，并根据应力决 定汽机启动过 程 中 的升速率以及变负荷时最大的允 许 负荷变动率。 图 3-1 DEH 热应力控制的原 理图 3.1 热应力评估TSE 汽轮机热应力评估TSE 的基本功能就是对汽轮机的高、中压转子、高压主汽门、调门阀体和高压缸体等厚重部件的温差进行监视，防止由于蒸汽温度与金属温度的不匹配导致金属部件产生过大的热应力，影响部件的使用寿命。这里的温差监视实际上是所谓的温度裕量（Margin）监视。它是汽轮机部件的实际温差和设计温差的差值，温度裕量越大，说明温差越小，部件所受的热应力也越小。为了确保机组启动和变工况时，其热应力处于可控范围，DEH 根据温度裕量的大小自动设置升速率和最大允许的负荷变动率。而且 TSE 出现故障时，DEH 将不允许机组启动，并闭锁汽轮机升速或变负荷。 3.1.1 热应力与温差的线性关系 汽轮机的高、中压转子、高压主汽门、调门阀体和高压缸体是汽轮机中最厚重的部件，因此只要控制了这五个部件的热应力，其它部件也就不存在热应力超标问题。由于汽轮机上述部件都是规格和形状复杂的部件，因此在计算...
