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        600MW機組高壓調節(jié)閥十字頭技術改造

        2016-12-27 16:33:51馬志龍
        企業(yè)技術開發(fā)·下旬刊 2016年11期
        關鍵詞:調節(jié)閥

        馬志龍

        摘 要:目前,國產(chǎn)600 MW機組是國內火力發(fā)電行業(yè)的主力,但在近幾年機組正常運行過程中,部分600 MW機組遭遇一個共同的問題,即高壓調節(jié)汽門(高調閥)閥桿松脫,導致高調閥開度不足,嚴重時閥桿脫落,汽門瞬間關閉,既影響機組經(jīng)濟性,同時也嚴重威脅機組的安全穩(wěn)定運行,文章主要介紹了大唐國際大壩發(fā)電有限責任公司6號機組1號高調閥故障形成的原因分析和高調閥十字頭優(yōu)化方案,并進行對比。

        關鍵詞:600 MW機組;高調閥;優(yōu)化

        中圖分類號:TM307 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2016)33-0018-02

        1 立項背景

        寧夏大唐國際大壩發(fā)電廠6號機是東方汽輪機廠生產(chǎn)的600 MW機組,型號:NZK600-16.7/538/538-1,亞臨界、一次中間再熱、兩缸兩排汽、直接空冷凝汽式汽輪機,轉速:3 000 r/min額定功率:600 MW最大連續(xù)運行功率:637.46 MW。

        2013年2月6日22點48分,6號機組負荷由500 MW突然降至425 MW,主蒸汽壓力由16.4 MPa上漲至17.1MPa。運行人員解除TF,手動加負荷至500 MW,綜合閥位由85%上漲至93%。1號高調門開度由60%上漲至95%,2號高調門開度由39%上漲至81%,3號高調門開度由46%上漲至83%,4號高調門開度由9%上漲至36%,汽機調節(jié)閥后蒸汽壓力右1由14.3 MPa下降至10.15 MPa。經(jīng)就地檢查確認高調門機械指示與DCS一致,綜合閥位開度與負荷不匹配。后對1、2、3、4號高調門進行了活動試驗,其中1號高調門關閉至65%開度時關不下去,初步判斷1號高調門存在故障。

        我廠高壓調節(jié)氣閥控制方式為順序閥,無單閥控制功能,高調閥開啟順序為GV1~GV3~GV2~GV4,目前機組負荷在300 ~540 MW之間時主汽壓力在13.~16.5 MPa滑壓運行。如圖1所示。

        2 原因分析

        從現(xiàn)場的情況看,可能的原因是閥桿頂部與十字頭間的墊環(huán)接觸在現(xiàn)場安裝時未能滿足設計要求,存在大小不等的間隙,或是漏裝墊環(huán),造成十字頭與閥桿間的圓柱銷在機組停機打閘、調節(jié)閥快關及變負荷過程中承受沖擊載荷,使得圓柱銷因承受巨大的剪切應力而斷裂,螺紋止動失去作用,閥桿的一部分在汽流的影響下退出十字頭,使得閥桿變長。這就會造成在閥門傳動試驗或打閘停機時,調節(jié)閥實際已關閉,但高調閥就地開度與控制系統(tǒng)顯示開度均反映出閥門卡在某個閥位,即高調門仍存在一定開度的假象,我們把上述現(xiàn)象歸結為閥桿聯(lián)接失效,油動機行程與閥位不能形成相互對應關系,此類情況嚴重時,閥桿與十字頭間的螺紋損壞,閥桿會產(chǎn)生脫落。

        結合本次6號機組大修,對6號機1、2、3、4號高調門進行解體檢查。解體后發(fā)現(xiàn)1號高調門十字頭與閥桿間的圓柱銷已經(jīng)斷裂,1號高調門的故障原因與早期分析一致。為了避免此類情況再次發(fā)生影響機組安全運行,需對1、2、3、4號高調門進行技術改造。

        3 技術改造方案

        3.1 汽輪機高壓調節(jié)閥十字頭改造項目的總體技術方案

        加工閥桿及中間錐形襯套將高壓調節(jié)閥閥桿與十字頭螺紋連接方式改造為中間錐套聯(lián)接結構、并更換高壓調節(jié)閥主汽閥碟及預啟閥蝶。改造后,高調閥及操縱座的邏輯控制及操作指令不變;高調閥及預啟閥行程不變;改造后,必須保證高調閥及預啟閥的嚴密性能及調節(jié)性能。

        3.2 改造部分的安裝要求

        將高調閥桿上端加工成有一定角度的錐體,與錐形襯套配合為一體,用圓螺母鎖緊后再加裝一帶槽鎖緊圓螺母將圓螺母鎖死,防止其松脫。再將錐形襯套連同閥桿裝入十字頭并用6-M18外六角圓柱螺栓聯(lián)接成一體,在安裝過程中必須注意:錐形襯套與閥桿錐形部位有75%以上的接觸面積及足夠的預緊力。改造前、后高調門十字頭與閥桿聯(lián)接示意圖,如圖2所示。

        4 改造前后對比

        改造前高調閥桿與十字頭之間為螺紋聯(lián)接,并以圓柱銷固定,如圖3、圖4所示。這種結構由于閥門關閉瞬間強大的反作用力作用到圓柱銷上,使圓柱銷反復地承受沖擊載荷,圓柱銷的強度在這種反復的沖擊中漸漸有所下降,最終造成在運行過程中高調門圓柱銷斷裂的情況,使得高調門喪失部分調節(jié)能力,嚴重時可造成高調門閥桿螺紋損壞、卡死,使得高調門無法正常解體大修,甚至可造成高調門閥桿脫落,嚴重影響機組安全、經(jīng)濟運行,是一個極大的隱患。

        改造后的高調門閥桿與十字頭采用錐套聯(lián)接。如圖5、圖6所示。在閥門關閉的瞬間產(chǎn)生的強大反作用力作用在閥桿頂端的錐面與錐形套結合面上,通過兩個錐面的結合將反作用力卸掉,錐形套通過6條M18外六角圓柱螺栓與十字頭相聯(lián)接,圓螺母固定錐形套位置,帶鎖緊槽圓螺母將圓螺母鎖死,防止圓螺母松脫。這種結構從根本上解決了原設計圓柱銷可能斷裂的缺陷,徹底排除了后顧之憂,為機組安全、經(jīng)濟運行提供了良好的保障。

        5 結 語

        高壓調節(jié)閥十字頭改進后,從根本上解決了原設計中圓柱銷斷裂的潛在隱患,徹底排除了機組在運行中因圓柱銷斷裂造成高調門喪失調節(jié)能力的顧慮,并確保高調閥可以正常解體檢修。

        參考文獻:

        [1] 張家余.600 MW機組高壓調節(jié)閥閥桿連接方式改造[J].科技風,2011,

        (22).

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