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[摘 要]随着当前科学技术的不断发展，超超临界汽轮机技术研究在不断的创新，汽轮机的使用寿命在不断的延长。
[关键词]超超临界；汽轮机；技术研究；进展
中图分类号：TK269 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0105-01
一、前言
当前发达国家对超超临界汽轮机有着比较深入的研究，尤其是日本和美国在超超临界汽轮机研究的过程中取得了巨大的成果，实现了超临界汽轮机向超超临界汽轮机的转变。
二、增设零号高加后对汽轮机的影响
1、对高压缸通流的影响
补汽阀进汽口位于高压缸某级后（如高压缸第五级），当需要超发调频时，增加的进汽量通过补汽阀流入高压缸某级后的通流；如果改为抽汽，补汽阀后压力级的压力就会下降，造成级组叶片前后压差增加，对叶片强度产生影响，所以高压缸通流叶片强度需重新校核或需重新设计。零号高加正常疏水可以采用逐级自流的疏水方式，即疏水至1号高加；同时也可以采用直接疏水至除氧器的方式。前一种方式运行经济性好，但是系统稍复杂，需要校核零号高加投入时1-3号高加的换热能力及1-3号高加疏水阀的通流能力等；后一种方式系统简单，但运行经济性差。对于新建工程推荐采用疏水逐级自流方式，改造工程可以通过技术经济比较后，确定合理的疏水方式。
2、对汽轮机轴向推力的影响
采用零号高加方案，相对于原设计，高压平衡活塞前的压力由于抽汽而降低，使平衡能力下降，需要重新校核或修改设计，通过抬高转子平衡活塞的高度来满足推力要求，以保证机组安全运行的可靠性。
3、对汽轮机部分负荷时运行经济性的影响
汽轮机在部分负荷时投入零号高加，由于回热系统级数增加，提高了回热系统效率，汽轮机热耗下降了。以某660MV超超临界湿冷机组为例，在部分负荷时投运零号高加后，汽轮机热耗数值均有降低。增设零号高加后汽轮机部分负荷的热耗数值，已经考虑给水流量增加及给水系统阻力增加的影响。
三、马氏体耐热钢分析
现在，我们可以将马氏体耐热钢分为普通型、改良型和新型wCr=9%一12%马氏体耐热钢。这三种不同型号的马氏体耐热钢的区别可以从以下几个方面来寻找：
1、一般标准的钢化学成分的9Cr-1Mo，若是在此基础上将某些非金属元素的比例，如碳、硫、磷等，同时还要增加金属元素的比例，如钒，、氮等来促进元素，从而经过优化热处理之后来增加整个材料的持久强度，这也就是改良过的。Cr= 9%一12%耐热钢；
2、在改良过的。Cr= 9%一12%耐热钢的基础之上，减少铝元素比例的同时增加钨或硼、钻等元素，然后再经过优化热处理这一过程，可以增加钢种的蠕变强度，也就是所说的新型的。Cr= 9%一120Io耐热钢。
在汽轮机所使用的马氏体耐热铸钢中，根据蒸汽温度的不同可以将其划分为3个不同的等级：
（1）若是蒸汽的温度没有高于570℃，就可以选择较为普通的。Cr= 9%一12%耐热钢，其中，使用范围较广的钢材牌号有日本的SFVA-F28， MJC12、德国的G17CrMoVS一10等等；
（2）若是蒸汽的温度达到了590℃以上，并且处于593- 610℃之间的时候，就可以选择改良过的。Cr= 9%一12%耐热钢，这里使用较为广泛的牌号多是由我国自主研发的ZG1Cr10MoVNbN， KT5916等等；
（3）若是蒸汽的温度已经达到630-650℃之间，就可以选用新型的w Cr= 9%-12%耐热钢，这里使用较为广泛的也是由我国自主研发的ZG1Cr10MoWVNbN、TOS302、TOS303等等型号。
在我国最初进行研制和投产的超临界及其超超临界汽轮机中，基本上是直接使用航空的燃气轮机的材料，而这种材料大多数都属于是奥氏体耐热的钢材。虽然在热强性这一特点上，奥氏体耐热钢比铁素体钢要强得多，但是其热膨胀系数、导热性、抗应力腐蚀能力及其制造工艺等等都比铁素体钢要差得多，根本就不适合在火电站的锅炉或者是汽轮机中使用。这在研究方向上也就指明了我们要朝着马氏体耐热钢的方向进行研究工作。
四、超超临界汽轮机关键技术的探讨
到2002年底，国内汽轮机制造企业已有亚临界汽轮机的生产经验和投运业绩。同亚临界汽轧机的蒸汽参数16. 7M Pa/ 538℃/ 538℃相比，赶超临界汽轮机的主蒸汽压力大幅度升高、主蒸汽温度明显升高，并且再热蒸汽的压力和温度均有明显升高。 随着蒸汽温度的升高，超超临界汽轮和可靠性面临的主要技术问题是：
1、材料力学性能和许用应力下降，超超临界汽轮机承压部件和转动部件的强度降低，需要开发和采用新材料，采用蒸汽冷却技术。
2、超超临界机组选用直流锅炉，直流锅炉没有汽包，不能进行排污，给水中盐与锅炉过热器、再热器管子内表面剥离的氧化垢微型固体粒了进入汽轮机，对汽轮机高压部分造成固体颗粒侵蚀，对汽轮机低压部分易造成应力腐蚀和腐蚀疲劳。
3、超超临界汽轮机与高温有关的严重问题
是工作应力下产生蠕变变形以及启停与负荷快速变化过程中过大的热应力产生热疲劳（低周疲劳）。超超临界汽轮机的绝大部分高温部件工作温度是不均匀的和变化的，厚截面部件如转了、汽缸、喷嘴室、阀壳等在启停过程与负荷快速变化过程中都承受很大的温度梯度，由此而产生的热应力接近或超过材料的屈服极限，严重影响这些部件的使用寿命。超超临界汽轮机参与调峰运行，寿命问题更为突出。需要采用新材料和新结构，开展寿命设计。
五、重大辅机节能调整安全风险及采取措施
1、单侧风组
单侧风组运行，任一运行风机故障停运，则造成锅炉MFT动作。防范措施为加强设备参数监视。1A一次风机出口挡板关闭不严密，停运风机倒转现象较为严重，做好制动及降低一次风压处理措施。停运风组侧的炉膛出口氧量失真约20%，锅炉氧量自动无法正常投入，停运单侧风组前退出氧量控制自动，加强燃烧扰动监视。一次风机设计裕量较小，单台一次风机运行磨煤机切换过程中存在一次风压力较低，磨煤机堵磨的风险，适当降低磨煤机出力，关闭备用磨煤机通风。引风机和一次风机电机在停运以后电机绝缘降低，成为快速启动制约条件，风机停运以后采用外加热风机烘干的措施，24小时测量绝缘一次，风机启动前采用连续烘烤。
2、单台汽泵
单台汽泵运行，汽动给水泵故障停运，则造成锅炉MFT动作，加强设备参数监视。机组负荷变化致使汽泵汽源波动，给水泵汽轮机低于遥控转速，保持机组负荷稳定，维持辅汽联箱压力O.5MPa以上且两台机组辅汽联箱处于备用。停运小机保持备用状态，辅汽至备用小机汽源暖管正常，将备用小机前置泵停运，备用小机轴封投入，盘车运行正常。
3、单台浆液循环泵
（1）单台浆液循环泵运行的安全性相对降低，优化系统保护逻辑；如任一台浆液循环泵运行且机组原烟气温度<150℃添加延时功能；删除原浆液循环泵的保护跳闸条件：浆液循环泵入口电动阀无开反馈和浆液循环泵排污阀无关反馈；新增B，C，D浆液循环泵互为联动的逻辑等。
（2）单台浆液循环泵运行故障跳闸后，如果事故消防喷淋装置拒动或消防水压力不足，且备用浆液循环泵未能及时启动，致使吸收塔出口烟温超限（逻辑保护值≥70℃，则会造成锅炉MFT动作。防范措施为已下发单台浆液循环泵运行监视技术命令书，加强设备参数监视。
六、结束语
综上所述，在当前科学技术发展的过程中，不同形式的汽轮机的研究在不断的延伸，新技术和新工艺在不断的被使用和验证。
参考文献
[1]张素心.汽轮机的开发与展望[J].上海汽轮机，2012（1）15一22
[2]史进渊，杨宇，邓志成，等. 超临界和超超临界汽轮汽缸传热系数的研究[J].机动力工程，2010， 26（1）；15-16
[关键词]超超临界；汽轮机；技术研究；进展
中图分类号：TK269 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0105-01
一、前言
当前发达国家对超超临界汽轮机有着比较深入的研究，尤其是日本和美国在超超临界汽轮机研究的过程中取得了巨大的成果，实现了超临界汽轮机向超超临界汽轮机的转变。
二、增设零号高加后对汽轮机的影响
1、对高压缸通流的影响
补汽阀进汽口位于高压缸某级后（如高压缸第五级），当需要超发调频时，增加的进汽量通过补汽阀流入高压缸某级后的通流；如果改为抽汽，补汽阀后压力级的压力就会下降，造成级组叶片前后压差增加，对叶片强度产生影响，所以高压缸通流叶片强度需重新校核或需重新设计。零号高加正常疏水可以采用逐级自流的疏水方式，即疏水至1号高加；同时也可以采用直接疏水至除氧器的方式。前一种方式运行经济性好，但是系统稍复杂，需要校核零号高加投入时1-3号高加的换热能力及1-3号高加疏水阀的通流能力等；后一种方式系统简单，但运行经济性差。对于新建工程推荐采用疏水逐级自流方式，改造工程可以通过技术经济比较后，确定合理的疏水方式。
2、对汽轮机轴向推力的影响
采用零号高加方案，相对于原设计，高压平衡活塞前的压力由于抽汽而降低，使平衡能力下降，需要重新校核或修改设计，通过抬高转子平衡活塞的高度来满足推力要求，以保证机组安全运行的可靠性。
3、对汽轮机部分负荷时运行经济性的影响
汽轮机在部分负荷时投入零号高加，由于回热系统级数增加，提高了回热系统效率，汽轮机热耗下降了。以某660MV超超临界湿冷机组为例，在部分负荷时投运零号高加后，汽轮机热耗数值均有降低。增设零号高加后汽轮机部分负荷的热耗数值，已经考虑给水流量增加及给水系统阻力增加的影响。
三、马氏体耐热钢分析
现在，我们可以将马氏体耐热钢分为普通型、改良型和新型wCr=9%一12%马氏体耐热钢。这三种不同型号的马氏体耐热钢的区别可以从以下几个方面来寻找：
1、一般标准的钢化学成分的9Cr-1Mo，若是在此基础上将某些非金属元素的比例，如碳、硫、磷等，同时还要增加金属元素的比例，如钒，、氮等来促进元素，从而经过优化热处理之后来增加整个材料的持久强度，这也就是改良过的。Cr= 9%一12%耐热钢；
2、在改良过的。Cr= 9%一12%耐热钢的基础之上，减少铝元素比例的同时增加钨或硼、钻等元素，然后再经过优化热处理这一过程，可以增加钢种的蠕变强度，也就是所说的新型的。Cr= 9%一120Io耐热钢。
在汽轮机所使用的马氏体耐热铸钢中，根据蒸汽温度的不同可以将其划分为3个不同的等级：
（1）若是蒸汽的温度没有高于570℃，就可以选择较为普通的。Cr= 9%一12%耐热钢，其中，使用范围较广的钢材牌号有日本的SFVA-F28， MJC12、德国的G17CrMoVS一10等等；
（2）若是蒸汽的温度达到了590℃以上，并且处于593- 610℃之间的时候，就可以选择改良过的。Cr= 9%一12%耐热钢，这里使用较为广泛的牌号多是由我国自主研发的ZG1Cr10MoVNbN， KT5916等等；
（3）若是蒸汽的温度已经达到630-650℃之间，就可以选用新型的w Cr= 9%-12%耐热钢，这里使用较为广泛的也是由我国自主研发的ZG1Cr10MoWVNbN、TOS302、TOS303等等型号。
在我国最初进行研制和投产的超临界及其超超临界汽轮机中，基本上是直接使用航空的燃气轮机的材料，而这种材料大多数都属于是奥氏体耐热的钢材。虽然在热强性这一特点上，奥氏体耐热钢比铁素体钢要强得多，但是其热膨胀系数、导热性、抗应力腐蚀能力及其制造工艺等等都比铁素体钢要差得多，根本就不适合在火电站的锅炉或者是汽轮机中使用。这在研究方向上也就指明了我们要朝着马氏体耐热钢的方向进行研究工作。
四、超超临界汽轮机关键技术的探讨
到2002年底，国内汽轮机制造企业已有亚临界汽轮机的生产经验和投运业绩。同亚临界汽轧机的蒸汽参数16. 7M Pa/ 538℃/ 538℃相比，赶超临界汽轮机的主蒸汽压力大幅度升高、主蒸汽温度明显升高，并且再热蒸汽的压力和温度均有明显升高。 随着蒸汽温度的升高，超超临界汽轮和可靠性面临的主要技术问题是：
1、材料力学性能和许用应力下降，超超临界汽轮机承压部件和转动部件的强度降低，需要开发和采用新材料，采用蒸汽冷却技术。
2、超超临界机组选用直流锅炉，直流锅炉没有汽包，不能进行排污，给水中盐与锅炉过热器、再热器管子内表面剥离的氧化垢微型固体粒了进入汽轮机，对汽轮机高压部分造成固体颗粒侵蚀，对汽轮机低压部分易造成应力腐蚀和腐蚀疲劳。
3、超超临界汽轮机与高温有关的严重问题
是工作应力下产生蠕变变形以及启停与负荷快速变化过程中过大的热应力产生热疲劳（低周疲劳）。超超临界汽轮机的绝大部分高温部件工作温度是不均匀的和变化的，厚截面部件如转了、汽缸、喷嘴室、阀壳等在启停过程与负荷快速变化过程中都承受很大的温度梯度，由此而产生的热应力接近或超过材料的屈服极限，严重影响这些部件的使用寿命。超超临界汽轮机参与调峰运行，寿命问题更为突出。需要采用新材料和新结构，开展寿命设计。
五、重大辅机节能调整安全风险及采取措施
1、单侧风组
单侧风组运行，任一运行风机故障停运，则造成锅炉MFT动作。防范措施为加强设备参数监视。1A一次风机出口挡板关闭不严密，停运风机倒转现象较为严重，做好制动及降低一次风压处理措施。停运风组侧的炉膛出口氧量失真约20%，锅炉氧量自动无法正常投入，停运单侧风组前退出氧量控制自动，加强燃烧扰动监视。一次风机设计裕量较小，单台一次风机运行磨煤机切换过程中存在一次风压力较低，磨煤机堵磨的风险，适当降低磨煤机出力，关闭备用磨煤机通风。引风机和一次风机电机在停运以后电机绝缘降低，成为快速启动制约条件，风机停运以后采用外加热风机烘干的措施，24小时测量绝缘一次，风机启动前采用连续烘烤。
2、单台汽泵
单台汽泵运行，汽动给水泵故障停运，则造成锅炉MFT动作，加强设备参数监视。机组负荷变化致使汽泵汽源波动，给水泵汽轮机低于遥控转速，保持机组负荷稳定，维持辅汽联箱压力O.5MPa以上且两台机组辅汽联箱处于备用。停运小机保持备用状态，辅汽至备用小机汽源暖管正常，将备用小机前置泵停运，备用小机轴封投入，盘车运行正常。
3、单台浆液循环泵
（1）单台浆液循环泵运行的安全性相对降低，优化系统保护逻辑；如任一台浆液循环泵运行且机组原烟气温度<150℃添加延时功能；删除原浆液循环泵的保护跳闸条件：浆液循环泵入口电动阀无开反馈和浆液循环泵排污阀无关反馈；新增B，C，D浆液循环泵互为联动的逻辑等。
（2）单台浆液循环泵运行故障跳闸后，如果事故消防喷淋装置拒动或消防水压力不足，且备用浆液循环泵未能及时启动，致使吸收塔出口烟温超限（逻辑保护值≥70℃，则会造成锅炉MFT动作。防范措施为已下发单台浆液循环泵运行监视技术命令书，加强设备参数监视。
六、结束语
综上所述，在当前科学技术发展的过程中，不同形式的汽轮机的研究在不断的延伸，新技术和新工艺在不断的被使用和验证。
参考文献
[1]张素心.汽轮机的开发与展望[J].上海汽轮机，2012（1）15一22
[2]史进渊，杨宇，邓志成，等. 超临界和超超临界汽轮汽缸传热系数的研究[J].机动力工程，2010， 26（1）；15-16