600MW亚临界汽轮机组汽阀关闭异常检修

600MW亚临界汽轮机组汽阀关闭异常的检修

摘要:亚临界600mw机组汽轮机超时,对机组的安全运行带来了严重的隐患。本文介绍了本公司对600mw机组汽轮机延时故障的维修过程,发现延时的主要原因是正确反作用力和机械阻力过大,提出并分析了解决问题的几种可行方案。

关键词:亚临界汽轮机组汽阀异常检修

中图分类号:tm7 文献标识码:a 文章编

号:1674-098x(2011)06(b)-0087-01

本发电公司配置的汽轮机是上海汽轮机有限公司生产的亚临界、一次中间再热、四缸四排气、单轴、凝汽式n600-16.7/537/537型汽轮机。投入使用后一直运行良好,但2010年3月到2010年9月之间出现了3次缓慢关闭或超时关闭的现象,对机组的安全运行构成了严重的威胁。于2010年9月15至9月25对此发电机组进行了为期10天的检修。

1 故障描述

2010年3月24日,在对5号机进行关闭时,控制系统显示存在严重的关闭超时现象,从15%开度关闭到零位用时120秒(标准用时为小于0.3秒);

2010年7月25日,5号机在紧急停机过程中,再度出现严重延时现象:在阀门关闭到38%的开度后,出现移位缓慢的现象,从38%关闭到零位用时竟达24分钟;

2010年9月7日,5号机在进行关闭时,同样出现延时现象,本次

延时现象出现在阀门关闭至7%的时刻,延时70秒。

2 阀门结构描述

汽轮机的气阀结构包括阀体、阀杆、大阀碟和预启阀几个部分组成。阀杆的右端为预启阀,外套大阀碟,左端为外伸端,伸出阀体与导杆等相连,阀杆与阀体之间是衬套。操纵机构有弹簧室、杠杆机构和高压抗燃油油动机组成。在汽阀的开启、关闭过程中,杠杆以支架一段为圆点转动,当高压油进入油动机活塞下油室时,油动机

的提升力克服弹簧力和阻力开启汽阀;当关闭时,弹簧力克服阻力

推动阀杆关闭汽阀,同时拉动杠杆推动活塞杆向零位移动。

3 故障原因分析

在三次延时过程中,以7月25日地延时最为严重,延时达24分钟。下面以此次为例进行故障的原因分析。

在故障发生时,及时地对故障过程中的各项操作工艺参数进行了记录备份。蒸汽压力曲线显示,在紧急停机后,蒸汽压力有15.9mpa 快速升高到17.25mpa,然后才逐渐升高,接着是一个小突跳,气压升高至最高点19.69mpa;然后是缓慢的降低,越20分钟后高压旁路再次打开,以较快的速度下降到13.3mpa。阀门在过程中相对于的变化为:汽阀显示快速关闭至38%的开度,然后关闭曲线出现拐点,开始

减速,此时所对应的蒸汽压力为17.25mpa。随着蒸汽的压力升高,

关闭速度逐渐减小,当蒸汽压力降低时,阀门跟随慢慢关闭。

从对工艺参数的观察上,可以发现:出现关闭延时与蒸汽的压力

具有直接的关系。因此,对阀门的蒸汽阻力进行计算。本处考虑的

是在阀门没有完全关闭时的蒸汽阻力,阀门开度越小,阀门内的蒸汽压力就越小。对蒸汽阻力的计算公式为:

式中:d为阀碟直径,d=20cm;pvd为阀碟内侧平均蒸汽压力。

经计算发现,蒸汽压力占整个阻力的72%,可见机械阻力仍然占有分量。所以,在无蒸汽或蒸汽压力较低时,可以快速关闭,但在气压较高时,则会出现延时现象。

4 故障处理方案

针对上面的分析,我们设计了三种维修方案,即油动机直连方案、托架-滑槽方案和增加汽阀的弹簧预紧力方案,并最终选择了增加汽阀的弹簧预紧力方案。

(1)油动机直连方案

就是将油动机与汽阀同心连接,彻底消除侧向力的影响,从而实现汽阀关闭过程中弹簧力是拉着油动机做活塞运动,而不是通过杠杆推着油动机做活塞运动。这种方式的改动量较大,需重新进行设计,改造周期较长,费用高。

(2)托架-滑槽方案

保留杠杆机构,在杠杆与油动机活塞杆相连接的销子圆孔处加工出一个矩形滑槽,并将另一端的支点支架固定,成为仅允许杠杆转动的铰链式支点。滑槽应有足够的长度容纳杠杆在汽阀开关过程中的最大伸长量。改方案改动量小,费用低,周期短,容易实施,但无法彻底消除延时的现象。

(3)增加弹簧预紧力方案

本厂最终采用了为超时关闭的汽阀增加弹簧预紧力的方案,将弹簧室车去20mm,同时充分考虑了增加弹簧预紧力可能带来的各种风险。如果车去太小,如过车去太小无法达到目的;车去太大,就必须重新设计或制造新的弹簧室。另外,如果关闭力的冲击太大也会大大降低阀碟和阀杆的使用寿命。

5 施工工艺注意事项

在操作的过程中,必须严格按照公司制定的检修规程,保证检修工程的顺利进行,同时避免引入新的问题。

通过此次的维修,目前该汽轮机关闭超时的现象已经消除,从检修后到目前为止,没有出现任何延时的现象,全部控制在规定的0.3秒以内。

参考文献

[1] 李占元,杨建兴,王学成.亚临界600mw集中起来及主汽阀关闭异常的原因分析及处理措施[j].2010,23(6):61-64.

[2] 李强,张宝.600mw亚临界汽轮机顺序法配汽方式投运[j]. 2008,24(2):55-56.

[3] 郭延秋.大型火电机组检修实用技术丛书汽轮机分册[m].北京:中国电力出版社,2003.