摘 要：隨著科技的進(jìn)步，汽輪機(jī)內(nèi)部所面臨的蒸汽問題越來越突出，因此對汽輪機(jī)內(nèi)部除濕技術(shù)的要求越來越高。文章首先介紹了引入汽輪機(jī)內(nèi)部除濕技術(shù)的必要性，然后探討了目前汽輪機(jī)內(nèi)部除濕技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，分析比較了幾種常用的內(nèi)部除濕技術(shù)的優(yōu)缺點。

關(guān)鍵詞：除濕技術(shù)；汽輪機(jī)；濕蒸汽

一、汽輪機(jī)內(nèi)部除濕技術(shù)的作用

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，火電廠的汽輪機(jī)也逐步向著高參數(shù)、高效率以及大容量的方向開始發(fā)展，而汽輪的設(shè)計常采用超臨界的參數(shù)，結(jié)果使新蒸汽的初壓越來越高，但是汽輪機(jī)末級的葉片尺寸也在不斷地增加，出口的濕度也隨之增加，由于蒸汽中含有的水滴在其運動過程中對汽輪機(jī)的葉片會帶來很強(qiáng)大的沖擊，從而使得汽輪機(jī)的末端轉(zhuǎn)子的葉片受到嚴(yán)重的沖蝕，嚴(yán)重時會導(dǎo)致葉片斷裂。因此，為了提高抵抗這種腐蝕的能力，就需要降低汽輪機(jī)中流動蒸汽的濕度。

考慮汽輪機(jī)的高效率和長壽命，就需要慎重考慮濕度問題，對于解決汽輪機(jī)中濕度影響主要有兩種方法，包括消極方法和積極方法，其中消極方法是表面抗蝕技術(shù)，積極方法是除濕技術(shù)。除濕技術(shù)又分為內(nèi)部和外部除濕技術(shù)。其中內(nèi)部除濕技術(shù)常用在船用在船用汽輪機(jī)上，他能夠代替龐大的外置的汽水分離器，并且減輕機(jī)組重量和縮小所占艙內(nèi)的空間。

二、汽輪機(jī)內(nèi)部除濕技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

汽輪機(jī)內(nèi)應(yīng)用最早并且最為廣泛的除濕方法就是外緣分離方法，這種方法首先在外緣設(shè)置除濕溝槽，然后通過工作葉柵和噴嘴葉柵對對工作氣流的離心效應(yīng)和扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，把水滴甩到外緣，最后引入到溝槽后再導(dǎo)入到冷凝器中。但是這種比較簡單的外緣分離法除濕的技術(shù)一般會比較低。通過根據(jù)除濕的位置不同，汽輪機(jī)的除濕方法主要可以分成三種。下面分別介紹這三種汽輪機(jī)內(nèi)部除濕方法。

首先是動葉除濕技術(shù)。因為其高速旋轉(zhuǎn)的葉柵會把附在上面的水滴通過離心力甩向外緣，所以從理論上講，動葉除濕技術(shù)具有良好的分離效果。又由于在汽輪機(jī)中的蒸汽流的雷諾數(shù)比較高，使得蒸汽從導(dǎo)葉流出來之后，比較大的水滴往往會偏離主流，當(dāng)它進(jìn)入動葉的時候常常會以比較大的攻角和高速旋轉(zhuǎn)的葉柵撞擊甚至產(chǎn)生反彈，所以不容易形成比較厚的水膜，最后可能導(dǎo)致分離效果不是很良好。俄羅斯卡魯加汽輪機(jī)制造廠和莫斯科動力學(xué)院為了提高動葉的分離效率一起研制出了一種動葉除濕結(jié)構(gòu)，這種裝置已被前蘇聯(lián)應(yīng)用到OK-12A汽輪機(jī)第七級上。

其次是導(dǎo)葉除濕技術(shù)。這種技術(shù)是把導(dǎo)葉內(nèi)部制成空腔，然后再通過一些方法把附在導(dǎo)葉上面的尾緣或液膜積聚的大液滴除掉比如過腔室運用加熱、吹掃或吹掃的方法，進(jìn)而增加蒸汽的濕度。一是向?qū)~空腔內(nèi)引入熱量，使得壁面被加熱，外表面水膜層蒸發(fā)會造成尾緣不能夠形成二次大的水滴。這種方法，在實際的使用中要分析引入的熱量的量，如果從溫度比較高的地方抽氣，會使得水膜得到充分蒸發(fā)，此時需要改變空心導(dǎo)葉隔板以外的結(jié)構(gòu)；如果不改變空心導(dǎo)葉隔板以外的結(jié)構(gòu)，那么就會引進(jìn)前一級的熱蒸汽，這樣很可能使得水膜不能夠充分地蒸發(fā)。一是利用導(dǎo)葉空腔把水膜抽吸出流動的區(qū)域之外。空心導(dǎo)葉去濕法用的最早的方法就是這種方法，它在實際應(yīng)用中仍存在著一些問題，比如，如果把吸濕縫開在了出汽邊上面，那么導(dǎo)葉的出汽邊緣在結(jié)構(gòu)上就要求比較厚，這樣又會導(dǎo)致增加能量的損失，尤其是對于尺寸和葉片的大小要求會比較苛刻，從而加大了制造的難度；另外還有在空心導(dǎo)葉尾緣設(shè)置吹掃縫，首先在導(dǎo)葉內(nèi)腔引進(jìn)較高的壓蒸汽，然后從尾緣的吹掃縫中噴出。這種方法主要是通過擊碎來自于尾緣脫落的大水滴，進(jìn)而能夠減小其速度加快和尺寸，然后降低對下一級的沖蝕力，并且可以使導(dǎo)葉附面層上的尾跡氣流更為均衡，從而達(dá)到降低流動損失和防止流場內(nèi)脫流區(qū)擴(kuò)大的效果。這種方法也具有在葉片出汽邊結(jié)構(gòu)較厚的劣勢，還需要吹掃的方向角和吹掃的氣量合理的匹配，避免影響到主氣流。最后還有，加熱和蒸汽吹掃相結(jié)合的綜合法。這種方法是通過合理地對吹掃縫結(jié)構(gòu)的設(shè)計，使得可以噴出引入的具有較高的壓力和溫度的蒸汽，這樣一方面可以使主流蒸汽的干度增加，另一方面可以避免大水滴在導(dǎo)葉出汽邊處形成，并且使得蒸汽墊由吹出的熱蒸汽能夠在動葉的表面形成，從而保護(hù)動葉避免其受到水滴的侵蝕。

還有動和靜葉柵隔板裝置除濕技術(shù)。這種技術(shù)主要是在加長的動葉柵和靜葉柵軸向的間隙中設(shè)置上隔板分離的裝置，然后通過使用蒸汽氣流按照出口角的偏轉(zhuǎn)向外緣移動。這種除濕方法從理論上分析水分分離系數(shù)較高。

我國的濕蒸汽的研究開始于20世紀(jì)60年代。比如在蒸汽的工程應(yīng)用中姚福生先生做了很多工作；濕蒸汽的自發(fā)凝結(jié)、液滴和成核對于對液膜的撕裂和對固體壁面的高速撞擊相關(guān)的機(jī)理分析方面西安交通大學(xué)以蔡頤年教授為首的師生們進(jìn)行了深入的研究。我們知道，船用的汽輪機(jī)對技術(shù)可靠性要求是比較高的，目前我國還沒有研發(fā)出比較成熟的適用于船用汽輪機(jī)內(nèi)部的除濕技術(shù)。

三、總結(jié)

通過對汽輪機(jī)內(nèi)部除濕技術(shù)的重要性進(jìn)行簡單介紹，然后對近些年發(fā)展起來的內(nèi)部除濕技術(shù)進(jìn)行了介紹并做了比較，目前的幾種汽輪機(jī)的內(nèi)部除濕技術(shù)的適用范圍及結(jié)構(gòu)要求方面都做的還不是很完善，每一種內(nèi)部除濕技術(shù)據(jù)存在著各種問題。

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作者簡介：

戴博林（1988-），男，遼寧阜新人，本科，哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，助理工程師，研究方向：汽輪機(jī)設(shè)計。