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        某廠330?MW汽輪機高壓調門通流改造后定位銷斷銷原因分析及解決措施

        2017-08-24 09:53:47陳喜發(fā)
        科技創(chuàng)新導報 2017年14期
        關鍵詞:改造

        陳喜發(fā)

        DOI:10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.120

        摘 要:某廠330 MW機組在通流改造后因檢修工藝問題發(fā)生兩次#2高壓調門定位銷斷銷事件。該文從調門的波動現象出發(fā),通過深入分析各參數,認為調門為檢修工藝問題導致定位銷斷銷并經現場拆檢得到證實。先后采取搶修和改造兩種措施,最終消除了調門定位銷斷銷的故障,對處理同類型的異常和故障具有較好的參考價值。

        關鍵詞:調門 定位銷 斷銷 參數分析 改造

        中圖分類號:TM621 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2017)05(b)-0120-03

        某廠330 MW機組為東方汽輪機廠N330-16.7/537/537型(合缸)亞臨界一次中間再熱、單軸雙缸雙排汽凝汽式機組。機組配汽方式采用調節(jié)配汽(全周進汽):高壓部分4個調節(jié)閥根據控制系統(tǒng)的指令按相同的閥位開啟,對應于4組噴嘴同時進汽。機組于2007年5月投入,2014年5月1日至7月20日進行大修及綜合升級改造,2014年8月11日20:00完成機組大修后滿負荷168 h試運行,但分別在2014年9月23日和2015年1月17日發(fā)生兩次#2高調門卡澀銷子斷開事件。

        1 事情經過

        2014年9月23日7:50機組開始加負荷,AGC投入,指令252 MW,10:36#1、2高壓調速汽門開始波動(負荷指令),從55%擺動到85%,至11:04開始波動從55%至100%,運行人員10:50設壓力偏置,從-0.1MPa一直設至-0.5 MPa,11:14#1、2高壓調速汽門全開不擺動,11:22#1、2高壓調速汽門又開始擺動,11:31運行人員退出AGC,機主控退手動模式。12:39做調速汽門的全行程試驗,發(fā)現#2高壓調速汽門關不到位,連續(xù)做了兩次試驗,卡在19.2%(36 mm)。

        2 事情原因分析

        2014年9月23日機組在7:50開始加負荷,負荷加至260 MW后負荷指令在240 MW與260 MW之間波動,調門波動較平穩(wěn),10:36#1、2高壓調速汽門開始擺動,從表1可知10:17,機組負荷從260 MW下降至223 MW,此時可發(fā)現其調門的開度比8:57負荷238 MW的開度還大(40%上升至43,且負荷少15 MW),可判斷此時開始#2調門開始落座(實際情況是#2調門的門桿與其上部連接部件的銷子已斷,調門門芯在汽流的沖擊下旋轉帶動門桿轉退出與其上部連接,但不完全脫離仍然與上部連接,只不過是調門的門芯向下移動,即#2調門的實際開度不是反饋所顯示的值)。從表1可知,11:40的負荷222.3 MW,其調門的指令已是54%,比10:17的43%更嚴重,因此其擺動幅度更大。這是因為機組在協(xié)調方式運行,且負荷剛好在#1、2調門開度的上部,由于高調門的流量特性,其開度在60%~100%之間的流量特性曲線較陡,因此在此負荷下調門指令剛好是55%,此時若要加負荷,CCS根據調門流量特性曲線計算的負荷流量發(fā)指令開調門,由于該段的調門流量特性曲線較陡,加上#2調門已落座(調門按CCS指令開時其調門流量特性曲線已不在較陡的開度上),#2調門按CCS指令開調門,其開度所增加的流量與CCS計算出的流量不相符,比CCS計算的流量大,所以,此時開大調門,加負荷的速率一定大,CCS控制系統(tǒng)會產生超調,CCS控制系統(tǒng)超調后又會發(fā)指令關調門,基于#2調門開度與實際不相符,關調門后CCS控制系統(tǒng)還是會超調,CCS控制系統(tǒng)超調后又發(fā)開調門的指令,而且反復,就產生了上述#1、2高壓調速汽門的連續(xù)波動,從調門活動試驗的歷史趨勢圖(圖1)可知,當作#2調門活動時,#2調門從29%關至19%時(顯示值),其他3個調門開度沒有變化,此時可判斷#2調門有落座的可能。(實際上為:#2調門門桿與上部連接的定位銷子先斷,由于調門門芯的汽流沖擊產生旋轉,使#2調門的逐漸落座,#2調門落座后,負荷剛好在調門特性曲線較陡的開度上就會產生調門擺動(CCS協(xié)調方式下))。

        事后在機組停運后由檢修人員拆開#2高調門及其操縱座后得到證實。拆開后發(fā)現門桿的止動銷子斷為三段,斷口呈錐形。門桿上的銷孔與十字套上的銷孔不對應,從十字套上的銷孔看不見門桿上的銷孔,說明門桿已經旋出,這樣就使門桿相對加長,使調門在實際是全關的情況下,開度指示仍處于一定開度的位置上。用手轉動調門門芯,使門桿與十字套分離,抽出門桿,發(fā)現門桿上的銷孔呈橢圓樣,說明門桿已能在汽流的作用左右轉動且已很長一段時間,與止動銷子錐形斷口相應(圖2)。

        3 解決措施

        (1)在第一次斷銷事件發(fā)生后,施工人員進行現場搶修,重新進行高調門的調整、安裝,但由于搶修過程中仍未能按施工規(guī)范要求將閥桿與調整墊塊頂緊,導致螺絲的預緊力很小,使定位銷承擔了部分閥桿垂直方向的剪切力。這導致在2015年1月17日再次發(fā)生#2調門卡澀銷子斷開事件。事件的參數和現象與第一次基本一致,在此不再表述。

        機組在原因比較明確的情況下,做機組調門嚴密性試驗合格的情況下暫時采取強制#2高調門關閉,機組利用#1、3、4調門采用單閥方式運行。

        (2)介于調門門桿與十字套之間的連接方式設計存在不足,門桿無獨立的螺母固定,門桿的固定完全依靠與調整墊塊的預緊力,而該預緊力圖紙無明確要求,需憑經驗調整預緊力,國內同類型機組已有多臺機組發(fā)生同類的斷銷情況,決定通過改造連接方式克服這種設計上的不足。改造后的結構設計為(圖3):閥桿上端設計成一定角度的錐體,與錐形襯套配合為一體,用圓螺母牢固鎖緊后再加裝一帶槽鎖緊圓螺母將圓螺母鎖死,防止圓螺母可能發(fā)生的松脫。完成上述裝配工作后將錐襯套連同閥桿裝入十字頭并用6-M20六角圓柱螺釘聯接成一體。

        此結構與原設計相比較,閥桿與十字頭無直接連接關系,原設計的拆卸弊病不可能在該結構上發(fā)生;拆卸、維修方便,只需拆除連接螺釘,便完成了十字頭與閥桿的分解工作。閥桿與襯套的分解,卸掉上端螺母后,便可取下襯套。對用戶檢修來講無任何后顧之憂。該設計結構巧妙利用內外錐面緊密配合的自鎖原理,有效地抑制了閥桿因汽流擾動所產生的不規(guī)則顫動,大大增強了調節(jié)閥工作的穩(wěn)定性。

        4 結語

        汽輪機調門作為汽輪機進汽的調節(jié)機構,直接影響汽輪機的調節(jié)性和安全性能。特別是機組進行升級改造或者大修過程中容易發(fā)生檢修工藝引起的各種故障。該文從運行中調門的波動現象出發(fā),通過深入分析各參數,分析出高壓調門故障的根本原因并經現場拆檢得到證實。先后采取搶修和改造兩種措施,機組利用停機調峰機會進行改造,最終消除了調門定位銷斷裂的故障。為掌握機組檢修工期主動性、改造方案設計和備品備件準備贏得了充足的時間,對處理同類型的異常和故障具有較好的參考價值。

        參考文獻

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        [2] 剪天聰,林中達.汽輪機控制系統(tǒng)的評述[M].北京:水利電力出版社,2005.

        [3] 付忠廣.電廠汽輪機運行與事故處理[M].北京:中國電力出版社,2007.

        [4] 王杭州.300 MW汽輪機電液調節(jié)系統(tǒng)故障分析與對策[J].華東電力,2002,17(6):19-22.

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