高勝利

（山西大學(xué)，山西 太原 030013）

1 概述

CZK300-16.7/0.4/537/537型亞臨界、一次中間再熱、單軸、雙缸雙排汽、直接空冷供熱凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組，高中壓部分采用合缸反流布置，低壓缸采用雙流反向布置，共有七級非調(diào)整回?zé)岢槠?，分別供給3臺高壓加熱器、1臺除氧器和3臺低壓加熱器。中低壓連通管從中壓排汽口接出后由一根母管分成兩根支管，到低壓缸進(jìn)汽處合二為一，進(jìn)入低壓缸，兩只連通管壓力調(diào)節(jié)閥呈倒置形式，安裝于低壓缸進(jìn)口轉(zhuǎn)角處。連通管壓力調(diào)節(jié)閥處由3個(gè)彈簧支架支撐，中壓缸出口轉(zhuǎn)角處由1個(gè)彈簧支架和3個(gè)彈簧拉桿形成組合連接。連通管壓力調(diào)節(jié)閥通過抗燃油控制，以滿足中壓缸排汽壓力大于0.379MPa，以保證機(jī)組安全運(yùn)行。

2 連通管運(yùn)行現(xiàn)狀

1、2號機(jī)組自投產(chǎn)以來，1號機(jī)組中低壓連通管軸向晃動(dòng)約8mm、橫向晃動(dòng)約2mm；2號機(jī)組中低壓連通管軸向晃動(dòng)約4mm、橫向晃動(dòng)約1mm?；蝿?dòng)隨著負(fù)荷的增減變化，中低壓缸連通管晃動(dòng)大，使機(jī)組連通管法蘭螺栓、三通處焊口、膨脹節(jié)、EH油管道疲勞加劇，油動(dòng)機(jī)與操縱座連接螺栓、油缸緊固螺栓松動(dòng)，容易造成螺栓疲勞斷裂，焊口和膨脹節(jié)拉裂，管道焊口疲勞，油動(dòng)機(jī)接口及接頭滲油，影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

對連通管壓力調(diào)節(jié)閥線性進(jìn)行測量，連通管壓力調(diào)節(jié)閥在閥門開度為27%～100%時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥沒有節(jié)流；閥門開度在0%～27%內(nèi)壓力調(diào)節(jié)閥才有調(diào)節(jié)功能，但閥門調(diào)節(jié)流量與閥門開度線性較差。

對于CZK300型亞臨界機(jī)組，中低壓連通管設(shè)計(jì)為“一二一”型式（見圖1、圖2），設(shè)計(jì)有2個(gè)三通、4個(gè)彎頭、2個(gè)角形調(diào)節(jié)閥，連通管各工況下設(shè)計(jì)壓力損見表1。表1中，THA為熱耗率驗(yàn)收工況，TRL為銘牌工況。

圖1 中低壓連通管（俯視圖）

圖2 中低壓連通管（主視圖）

實(shí)際運(yùn)行過程對于中低壓連通管壓損按照不同負(fù)荷工況進(jìn)行測定，測量數(shù)據(jù)見表2。

實(shí)際測定的連通管壓損遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計(jì)值，由于連通管壓損超過設(shè)計(jì)值，再熱壓損對汽輪機(jī)熱耗影響約為0.45%，約40kJ/kWh。

表1 連通管各工況下的設(shè)計(jì)壓損

表2 實(shí)際運(yùn)行中壓損測量數(shù)據(jù)

3 連通管晃動(dòng)消除方案分析

3.1 晃動(dòng)原因分析

造成連通管晃動(dòng)的原因主要有：①連通管設(shè)計(jì)平衡性較差，膨脹節(jié)補(bǔ)償量不足，運(yùn)輸用小拉桿未拆除或大拉桿螺母松動(dòng)；②連通管支架荷載計(jì)算有誤，彈簧支架選型不當(dāng)；③連通管支架彈簧安裝不到位，熱態(tài)時(shí)彈簧未在工作位置；④連通管安裝時(shí)存在錯(cuò)口，連通管存在較大安裝應(yīng)力；⑤連通管法蘭螺栓緊固力矩未達(dá)到設(shè)計(jì)值。

3.2 解決方案

3.2.1 設(shè)計(jì)方面

通過核算，發(fā)現(xiàn)連通管平衡性較弱，在汽流不穩(wěn)的情況下容易造成連通管晃動(dòng)；膨脹節(jié)補(bǔ)償量滿足要求；彈簧支架荷載符合要求。膨脹節(jié)支座彈簧設(shè)計(jì)型號為TH3-117、膨脹節(jié)拉桿彈簧設(shè)計(jì)型號為TH1-C-211、壓力調(diào)節(jié)閥支座彈簧設(shè)計(jì)型號為TH3-115。對現(xiàn)場安裝彈簧進(jìn)行核對，與設(shè)計(jì)型號相符。

3.2.2 安裝方面

（1）對連通管膨脹節(jié)進(jìn)行檢查，運(yùn)輸用小拉桿在安裝完成后已拆除，大拉桿螺母無松動(dòng)且鎖緊。

（2）對連通管支架彈簧、拉桿彈簧安裝位置進(jìn)行檢查。機(jī)組在冷態(tài)時(shí)有3個(gè)彈簧筒內(nèi)外鎖定孔錯(cuò)位約2mm，對偏差彈簧進(jìn)行調(diào)整到鎖定孔同心，消除誤差；核對壓力調(diào)節(jié)閥支座彈簧、膨脹節(jié)支座彈簧熱態(tài)安裝高度，發(fā)現(xiàn)右側(cè)彈簧高度不符合設(shè)計(jì)值556mm的要求，偏差在8mm左右，主要由于汽流在“口”型連通管中存在擾動(dòng)導(dǎo)致左、右側(cè)彈簧受力不均。

（3）結(jié)合機(jī)組檢修對連通管進(jìn)行檢查，拆除軸向管道法蘭螺栓進(jìn)行錯(cuò)口檢查，左側(cè)法蘭錯(cuò)位20mm，右側(cè)法蘭錯(cuò)位5mm，對左側(cè)錯(cuò)位管道重新安裝，消除法蘭錯(cuò)位。

（4）使用力矩扳手檢查連通管法蘭螺栓，符合設(shè)計(jì)要求。

3.3 效果檢驗(yàn)

對1號機(jī)組連通管支座彈簧進(jìn)行調(diào)整，消除左側(cè)連通管錯(cuò)口后，在機(jī)組啟動(dòng)后檢查連通管晃動(dòng)情況，軸向晃動(dòng)約5mm，橫向晃動(dòng)約2mm，通過對現(xiàn)連通管的調(diào)整，雖然晃動(dòng)情況有所改善，但未消除，故需要對現(xiàn)連通管進(jìn)行改造，以徹底解決連通管晃動(dòng)大及壓損較大的問題。

4 連通管改造方案探討

雖然1號機(jī)組連通管晃動(dòng)略有改善，但仍然存在連通管晃動(dòng)及連通管壓損超標(biāo)的問題。特提出對連通管進(jìn)行改造，將現(xiàn)有連通管改造成單管型式，彎頭采用熱壓彎頭。

4.1 供熱機(jī)組單管式連通管晃動(dòng)情況調(diào)查

現(xiàn)有單連通管300MW供熱機(jī)組，連通管壓力調(diào)節(jié)閥安裝位置有以下幾種：在水平管道上、在中壓缸出口垂直管道上、在低壓缸進(jìn)汽口處等。300MW機(jī)組連通管壓力調(diào)節(jié)閥由主機(jī)抗燃油進(jìn)行調(diào)節(jié)，無電動(dòng)調(diào)節(jié)方式的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，但有200MW機(jī)組采用電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥的經(jīng)驗(yàn)。

4.1.1 連通管壓力調(diào)節(jié)閥控制方式的確定

對于連通管壓力調(diào)節(jié)閥工作環(huán)境及狀態(tài)進(jìn)行分析，對此閥不要求實(shí)現(xiàn)快關(guān)功能，但必須保證低壓缸最低冷卻流量122t/h。由于使用抗燃油控制的壓力調(diào)節(jié)閥存在油缸抖動(dòng)的情況，造成抗燃油接頭滲油或油缸滲油的現(xiàn)象，因此建議采用電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥。

4.1.2 連通管壓力調(diào)節(jié)閥安裝位置的確定

連通管壓力調(diào)節(jié)閥安裝在水平管道上（如圖3（a）所示）時(shí)，由于液動(dòng)閥門重量約5.5t，需要設(shè)計(jì)支架以承擔(dān)閥門重量，此方案已在多家300MW供熱汽輪機(jī)機(jī)組中實(shí)施，但運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)油缸存在抖動(dòng)現(xiàn)象。

連通管壓力調(diào)節(jié)閥安裝在中壓缸排汽口處或中壓缸排汽垂直管道上，此方案可以不設(shè)計(jì)支架，減小了壓力調(diào)節(jié)閥的抖動(dòng)情況，部分電廠已對布置在水平管道上的壓力調(diào)節(jié)閥進(jìn)行了改造，將其布置在中壓缸出口的垂直管道上。

通過調(diào)研分析，連通管壓力調(diào)節(jié)閥布置在水平管道上將需要增加支架，并且存在抖動(dòng)現(xiàn)象，就現(xiàn)運(yùn)行機(jī)組而言，將連通管壓力調(diào)節(jié)閥布置在垂直管道上的方案可使連通管振動(dòng)較小，滿足機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行要求。

4.2 連通管改造方案確定

通過調(diào)研及理論核算，連通管改造方案確定為單管方式，壓力調(diào)節(jié)閥布置于低壓缸進(jìn)口處（如圖3（b）所示）。閥門采用電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥，彎頭采用熱壓彎頭，以降低連通管壓損，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。

圖3 改造后中低壓連通管

4.3 連通管改造經(jīng)濟(jì)性分析

連通管改造方案確定后，對連通管進(jìn)行核算，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥在全開狀態(tài)壓損為0.5%，管道壓損約2.5%，連通管設(shè)計(jì)壓損約3%。預(yù)計(jì)降低機(jī)組熱耗約60kJ/kWh。

5 總結(jié)

經(jīng)過對CZK300型汽輪機(jī)“一二一”型式連通管在不改變結(jié)構(gòu)的情況下進(jìn)行調(diào)整，未徹底解決連通管晃動(dòng)的前提下，確定連通管改造方案，同時(shí)對壓力調(diào)節(jié)閥布置位置的對機(jī)組的實(shí)際影響進(jìn)行調(diào)研分析，確定了本機(jī)組連通管改造方案，預(yù)計(jì)降低機(jī)組熱耗約60kJ/kWh，具體數(shù)據(jù)待改造后進(jìn)行測定。

［1］郭延秋.大型火電機(jī)組檢修適用技術(shù)叢書［M］.北京：中國電力出版社，2003.

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