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        給水泵再循環(huán)閥門無法開啟原因的分析及采取措施

        2013-03-05 08:00:20馬巖昕雷天鵬于振輝王芳軍
        黑龍江電力 2013年2期
        關(guān)鍵詞:調(diào)節(jié)閥閥門

        馬巖昕,雷天鵬,于振輝,馬 越,王芳軍,徐 冰

        (黑龍江華電齊齊哈爾熱電有限公司,黑龍江齊齊哈爾161000)

        某電廠有2臺300 MW供熱機(jī)組,每臺機(jī)組配置2臺50%容量汽動給水泵及1臺30%容量的啟動備用電動給水泵。由于高壓給水泵不允許在低于要求的最小流量下運(yùn)行,允許的最小流量為額定流量的25%~30%,此時(shí),若給水泵再循環(huán)閥門無法開啟,則很容易引起給水泵汽化,影響給水泵的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[1]。對此,本文針對給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥門打不開現(xiàn)象進(jìn)行了分析,并采取了相應(yīng)解決措施。

        1 給水系統(tǒng)的組成及作用

        某電廠2臺機(jī)組均為哈爾濱汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的C250/N300-16.7/537/537-73D型亞臨界、一次中間再熱、高中壓合缸、雙缸、雙排汽、單軸、反動、凝汽式汽輪機(jī)。

        在300 MW汽輪機(jī)組的給水系統(tǒng)中,其主要設(shè)備有主給水泵、前置泵、小汽輪機(jī)、電動機(jī)、液力聯(lián)軸器、高壓加熱器及管道、閥門等配套部件。給水泵組的基本配置是2臺50%的汽動給水泵及其前置泵和1臺30%的液力調(diào)速電動給水泵及前置泵(通常汽動給水泵運(yùn)行,電動給水泵備用)。在機(jī)組啟動時(shí)采用電動給水泵供水,機(jī)組負(fù)荷升至30%時(shí)切換至汽動給水泵運(yùn)行。

        在每臺給水泵出口有1條從止回閥閥體接出的給水泵最小流量再循環(huán)管道,并配有相應(yīng)的控制閥門等,以確保在機(jī)組啟動或低負(fù)荷工況流經(jīng)給水泵的流量大于其允許的最小流量。每根再循環(huán)管道都單獨(dú)接至除氧器水箱。

        2 給水泵設(shè)置再循環(huán)門及再循環(huán)管的作用

        給水泵汽化的原因是給水流量小于規(guī)定的最小流量、自動再循環(huán)門失靈、未及時(shí)開啟造成的。因此,高壓給水泵不允許在低于要求的最小流量下運(yùn)行,允許的最小流量約為額定流量的25% ~30%。否則會因給水泵內(nèi)給水摩擦生成的熱量不能全部帶走,導(dǎo)致給水泵汽化;離心泵性能曲線在小流量范圍內(nèi)較為平坦,有的還有“駝峰”型曲線,會出現(xiàn)壓力脈動引起所謂的“喘振”現(xiàn)象。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生,給水泵都設(shè)置了自動再循環(huán)門及再循環(huán)管[2]。

        給水泵啟動前,如果給水泵的工作流量小于最小流量,就應(yīng)該開啟給水泵出口再循環(huán)閥。再循環(huán)閥的開啟,使多余流量通過再循環(huán)管道回到除氧器的給水箱內(nèi),這樣,一方面滿足了鍋爐的需要,另一方面保證了給水泵的工作流量大于最小流量。為了節(jié)電,一般根據(jù)給水泵負(fù)荷(電流)的大小確定再循環(huán)水閥的相應(yīng)開度[3]。

        3 給水系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問題

        某電廠300 MW供熱機(jī)組配備有電動給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥以及1號、2號汽動給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥(3只)。運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)最小流量調(diào)節(jié)閥關(guān)閉后打不開等異常現(xiàn)象,使給水泵不能正常工作,降低了給水泵運(yùn)行的可靠性。

        給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥門在使用中存在較嚴(yán)重的沖刷漏泄、調(diào)節(jié)閥閥芯密封件損壞、閥籠沖刷等現(xiàn)象,主要原因是最小流量調(diào)節(jié)閥門開啟瞬間壓力過高,使最小流量調(diào)節(jié)閥門被沖刷,導(dǎo)致最小流量調(diào)節(jié)閥門無法正常工作。

        出現(xiàn)異常情況如下:

        1號機(jī)組于2007年投產(chǎn),運(yùn)行至2008年5月17日,出現(xiàn)1號、2號汽動給水泵最小流量閥低負(fù)荷時(shí)打不開現(xiàn)象。2008年6月3日,對1號、2號汽動給水泵最小流量閥更換密封組件。1號機(jī)組小修后,在開機(jī)過程中發(fā)現(xiàn)1號、2號汽動給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥打不開,于2009年8月10日對其進(jìn)行檢查,發(fā)現(xiàn)密封件已損壞,同時(shí)上閥籠沖刷嚴(yán)重,如圖1所示。沖刷嚴(yán)重的最小流量閥閥芯組件如圖2所示。

        當(dāng)1號、2號汽動給水泵最小流量閥前隔離門關(guān)閉時(shí),1號、2號汽動給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥能夠開、關(guān);當(dāng)1號、2號汽動給水泵最小流量閥前隔離門打開時(shí),1號、2號汽動給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥仍就打不開。

        圖1 沖刷嚴(yán)重的最小流量閥上閥籠

        圖2 沖刷嚴(yán)重的最小流量閥閥芯組件

        由于密封組件價(jià)格昂貴(1套為3萬元左右),更換整套組件會造成較大的浪費(fèi)。最小流量調(diào)節(jié)閥關(guān)閉后打不開會使給水泵最小流量閥不能正常工作,降低了給水泵運(yùn)行的可靠性,因此,更換給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥十分必要。

        4 改造方案及實(shí)施

        為了保證給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥門在任何情況下都能開啟,建議采用新型最小流量調(diào)節(jié)閥,在最小流量閥前加裝節(jié)流保護(hù)裝置。

        大差壓閥門專用降壓防氣蝕保護(hù)裝置具有防沖蝕氣蝕功能,可使普通閥門像進(jìn)口閥門一樣具有防沖蝕氣蝕功能,能有效延長閥門使用壽命。新型最小流量調(diào)節(jié)閥門采用迷宮原理設(shè)計(jì),利用多個(gè)盤片上的小通道進(jìn)行續(xù)步降壓,無論最小流量調(diào)節(jié)閥門開度大小,高壓給水通過每個(gè)通道都限制在30 m/s以下,有效減輕閥塞與閥座密封面的沖刷,延長了最小流量閥的使用壽命,避免了因閥蓋水室密封圈磨損在閥桿提升過程中產(chǎn)生的額外壓力,影響最小流量調(diào)節(jié)閥門開啟。

        在最小流量調(diào)節(jié)閥前加裝節(jié)流保護(hù)裝置,最小流量調(diào)節(jié)閥前壓力降低到2 MPa,減輕了對最小流量調(diào)節(jié)閥的沖刷,延長了最小流量調(diào)節(jié)閥的使用壽命。在1號、2號機(jī)給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥門前加裝降壓防氣蝕保護(hù)裝置,可有效提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行能力。因此,決定將給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥改為大壓差調(diào)節(jié)閥及在最小流量調(diào)節(jié)閥前加裝節(jié)流保護(hù)裝置。

        在2009年1號機(jī)組大修期間,將給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥改為大壓差調(diào)節(jié)閥,在給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥前加裝了節(jié)流保護(hù)裝置,試驗(yàn)效果顯著,未發(fā)生最小流量調(diào)節(jié)閥打不開的現(xiàn)象。故此,建議在2號機(jī)組上使用節(jié)流保護(hù)裝置。

        5 結(jié)論

        1)國內(nèi)許多電廠供熱機(jī)組在試運(yùn)行階段或投入商業(yè)運(yùn)行后,出現(xiàn)給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥門打不開的現(xiàn)象,直接影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

        2)將給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥改為大壓差調(diào)節(jié)閥,在最小流量調(diào)節(jié)閥前加裝節(jié)流保護(hù)裝置,能有效消除給水泵最小流量調(diào)節(jié)閥門打不開故障,使給水泵運(yùn)行效果良好,保證了機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

        [1] 華中電網(wǎng)有限公司培訓(xùn)中心.300 MW火電機(jī)組集控運(yùn)行[M].北京:中國電力出版社,2005.

        [2] 吳季蘭.汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京:中國電力出版社,2006.

        [3] 邵和春.汽輪機(jī)運(yùn)行[M].北京:中國電力出版社,2008.

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