石 磊，劉躍東

(國(guó)電泰州發(fā)電有限公司，江蘇 泰州 225300)

0 引言

某電廠1000MW 超超臨界二次再熱汽輪機(jī)采用上海汽輪機(jī)廠制造的二次再熱超超臨界凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為N1000-31/600/610/610，采用超超臨界參數(shù)、二次中間再熱、五缸四排汽結(jié)構(gòu)、單軸、單背壓、凝汽式、帶二級(jí)外置式蒸汽冷卻器的十級(jí)回?zé)岢槠啓C(jī)。汽輪機(jī)5根轉(zhuǎn)子采用6個(gè)軸承支撐的單軸承支撐方式，除超高壓轉(zhuǎn)子由兩個(gè)徑向軸承支承外，其余四根轉(zhuǎn)子，即高壓轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子和兩根低壓轉(zhuǎn)子均只有一個(gè)徑向軸承支承。超高排逆止閥主要作用為：機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，超高排逆止門關(guān)閉，防止冷再蒸汽倒灌汽缸引起汽輪機(jī)超速；防止冷水從超高壓缸排汽管倒灌進(jìn)汽缸，引起大軸彎曲。超高排逆止閥正常工作直接影響機(jī)組運(yùn)行安全[1-7]。

本文針對(duì)出現(xiàn)的超高排逆止閥卡澀問(wèn)題，分析原因，通過(guò)比較改造前后閥門結(jié)構(gòu)的變化，詳細(xì)闡述改造方案。經(jīng)實(shí)踐運(yùn)行，驗(yàn)證改造的可行性。

1 超高排逆止閥卡澀問(wèn)題

1.1 設(shè)備概況

1000MW 二次再熱機(jī)組超高排逆止閥為德國(guó)ADMAS公司產(chǎn)品，型號(hào)為FCV/DN 900/Cl.1500，設(shè)計(jì)壓力為13.71MPa(g)，設(shè)計(jì)溫度457.4℃，接管材質(zhì)A335P11，閥門接口：內(nèi)徑管ID845×69，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式和安裝位置(順汽流方向看)：右側(cè)裝，關(guān)閉時(shí)間小于1s。

閥門與執(zhí)行機(jī)構(gòu)同軸設(shè)計(jì)，超高排逆止閥結(jié)構(gòu)如圖1所示。閥板關(guān)閉位置與汽流方向成45°角超高排逆止閥內(nèi)部板關(guān)閉狀態(tài)如圖2所示。閥板最大開(kāi)度為與汽流方向平行位置，故實(shí)際閥門開(kāi)關(guān)行程為45°角。

1.2 原因分析

1000MW超超臨界二次再熱機(jī)組超高排逆止閥屬首次設(shè)計(jì)，熱態(tài)運(yùn)行時(shí)閥軸與軸套間隙裕量偏小，執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不能滿足閥門正常啟閉要求，造成閥軸卡澀，影響設(shè)備運(yùn)行安全。

圖1 超高排逆止閥結(jié)構(gòu)示意

圖2 超高排逆止閥內(nèi)部閥板關(guān)閉狀態(tài)

2 改造方案

2.1 改造前超高排逆止閥結(jié)構(gòu)

改造前，超高排逆止閥氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)軸與閥板軸為同一根軸，超高排逆止閥只有全關(guān)和全開(kāi)兩種狀態(tài)，分別對(duì)應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)反饋CLOSED和OPEN。

2.2 改造后超高排逆止閥結(jié)構(gòu)

本次改造將原閥門從管道上切割下來(lái)，保留原執(zhí)行機(jī)構(gòu)，將原執(zhí)行機(jī)構(gòu)和閥板共用一根軸改為雙軸，即執(zhí)行機(jī)構(gòu)軸與閥板軸。雙軸之間通過(guò)空程聯(lián)軸器連接，中間空行程45°。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試情況

改造后，超高排逆止閥實(shí)現(xiàn)關(guān)閉狀態(tài)、強(qiáng)制小開(kāi)度狀態(tài)、自由狀態(tài)三種狀態(tài)。

2.3.1 關(guān)閉狀態(tài)

該狀態(tài)執(zhí)行機(jī)構(gòu)強(qiáng)制關(guān)。調(diào)試時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位器模擬量信號(hào)輸入0(4mA)，閥板位置模擬量反饋信號(hào)輸出0(4mA)。

2.3.2 強(qiáng)制小開(kāi)度狀態(tài)

啟動(dòng)初期，執(zhí)行機(jī)構(gòu)從0°位置逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至75°(從執(zhí)行機(jī)構(gòu)方向看)，閥板被執(zhí)行機(jī)構(gòu)強(qiáng)制頂開(kāi)一個(gè)小角度，允許小流量蒸汽通過(guò)閥門，有效避免閥板頻繁擺動(dòng)，敲打閥座造成閥門密封面損壞。調(diào)試時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)模擬量信號(hào)輸入75%(16mA)，由于雙軸間存在空行程，閥板實(shí)際打開(kāi)20%。

2.3.3 自由狀態(tài)

汽輪機(jī)帶負(fù)荷后，執(zhí)行機(jī)構(gòu)從75°位置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至50°(從執(zhí)行機(jī)構(gòu)方向看)，閥板處于自由狀態(tài)，閥板的實(shí)際開(kāi)度與蒸汽的壓力及流量相關(guān)。調(diào)試時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)模擬量信號(hào)輸入50%(12mA)，閥板即處于自由狀態(tài)，手動(dòng)全開(kāi)閥門，模擬量反饋約50%(11mA)。

由于自由狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥板脫開(kāi)，閥板依靠蒸汽壓力與閥板自重來(lái)開(kāi)關(guān)，此時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置不變，為準(zhǔn)確反映運(yùn)行中閥板實(shí)際位置，本次改造已增加閥板模擬量反饋信號(hào)(4～20mA)。由于閥板實(shí)際最大開(kāi)度為45°，模擬量電位器是以90°作為計(jì)量單位的，當(dāng)閥位輸出50%信號(hào)時(shí)，閥板全開(kāi)。

3 結(jié)語(yǔ)

改造后，超高排逆止閥正常運(yùn)行近三年，期間未再發(fā)生閥門開(kāi)關(guān)卡澀現(xiàn)象。實(shí)踐證明，超高排逆止閥改造成功，為其他同類型機(jī)組超高排逆止閥卡澀處理提供參考。