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        55MW汽輪機(jī)調(diào)速汽門卡澀原因的分析及防范措施

        2019-10-16 06:53:44沙謙
        科技風(fēng) 2019年26期
        關(guān)鍵詞:卡澀

        沙謙

        摘 要:本文通過對(duì)本公司——黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電有限公司55MW汽輪機(jī)調(diào)速系統(tǒng)組成、作用進(jìn)行介紹,分析調(diào)速汽門卡澀的原因,提出了針對(duì)本廠汽輪機(jī)防止調(diào)速汽門卡澀的方法和防范措施。

        關(guān)鍵詞:調(diào)速汽門;卡澀;高溫氧化皮

        黃陵煤矸石發(fā)電公司二期兩臺(tái)汽輪機(jī)型號(hào)為N55-8.83/535,屬于高溫、高壓、單缸、沖動(dòng)、凝汽式汽輪機(jī)。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用HOLLiAS公司數(shù)字式低壓純電調(diào)DEH。EH部分有電液轉(zhuǎn)換器、濾油器、油動(dòng)機(jī)等液壓部套組成,使計(jì)算機(jī)發(fā)出的電信號(hào),能實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)的位置控制,油動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)齒條,齒條推動(dòng)凸輪軸,凸輪控制調(diào)速汽門,調(diào)節(jié)蒸汽負(fù)荷與電負(fù)荷平衡。主蒸汽通過主汽閥后由四根導(dǎo)汽管分別通至四只調(diào)速汽門進(jìn)入汽輪機(jī),四只調(diào)速汽門控制對(duì)應(yīng)的四組噴咀。在25%負(fù)荷下,四只調(diào)節(jié)閥的予啟閥全部開啟,使之全周進(jìn)汽這樣可降低汽缸熱應(yīng)力,超過25%負(fù)荷后,2、3、4號(hào)調(diào)節(jié)閥逐漸關(guān)閉,1號(hào)調(diào)節(jié)閥繼續(xù)打開,此后2、3、4號(hào)調(diào)節(jié)閥依次開啟。調(diào)速汽門是防止汽輪機(jī)超速的關(guān)鍵保護(hù)裝置,機(jī)組防超速也是通過調(diào)速汽門快速嚴(yán)密關(guān)閉來實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)汽門及配汽機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),受油動(dòng)機(jī)控制,達(dá)到調(diào)節(jié)汽輪機(jī)進(jìn)汽量的目的。由凸輪軸、軸承、凸輪、聯(lián)接裝置、彈簧傳動(dòng)裝置、閥桿、閥蝶、滑套等部件組成。

        調(diào)速汽門卡澀事件屢見不鮮,常見原因就是在閥桿和調(diào)速閥碟產(chǎn)生高溫氧化皮,使閥桿與閥桿套筒及調(diào)速閥碟與閥碟套筒動(dòng)靜間隙消失造成卡澀。

        1 故障經(jīng)過

        18年3月28日4#機(jī)停機(jī)時(shí),負(fù)荷將至25MW時(shí),負(fù)荷無法再降低,經(jīng)檢查出現(xiàn)1#、2#調(diào)門仍在開啟狀態(tài),聯(lián)系檢修人員敲擊調(diào)速汽門閥桿,1#調(diào)速汽門關(guān)閉,2#調(diào)門卡死仍然無法關(guān)閉,為了防止帶負(fù)荷打閘,造成機(jī)組超速,最終通過關(guān)閉4#機(jī)進(jìn)汽手動(dòng)隔離門,然后打閘動(dòng)作自動(dòng)主汽門停機(jī)。

        2 原因分析

        停機(jī)后安排檢修人員對(duì)4#機(jī)1#、2#調(diào)門進(jìn)行解體檢查,發(fā)現(xiàn)調(diào)速汽門閥碟和閥碟套筒內(nèi)有較厚鱗片狀金屬氧化皮(圖1、圖2),門桿上也有一層氧化皮;1#、2#調(diào)門門桿上局部氧化皮厚度為0.2mm,閥桿與套筒原有間隙為0.30-0.38mm,而閥碟上局部氧化皮厚度達(dá)0.4mm,閥蝶與閥套原有間隙為0.35-045mm,局部動(dòng)靜間隙為0。隨后對(duì)3#4#號(hào)調(diào)門解體檢查,閥桿和閥碟上金屬氧化皮都厚度在0.2mm左右。由于本廠機(jī)組運(yùn)行長(zhǎng)期處于40MW負(fù)荷左右,1#2#調(diào)門閥碟長(zhǎng)期處于全開狀態(tài),基本不會(huì)上下活動(dòng),而3#4#調(diào)門處于未全開位置,負(fù)荷波動(dòng)過程中,會(huì)使3#、4#調(diào)門閥碟處于上下活動(dòng)狀態(tài),減緩了金屬氧化皮的堆積。

        本廠汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)為8.83MPA、535℃,門桿材質(zhì)為15CrMoV,調(diào)門閥碟和閥碟套筒材料為30Cr2MoV,高溫蒸汽與相接觸的金屬表面的鐵產(chǎn)生高溫氧化皮,由于調(diào)門閥碟對(duì)蒸汽有節(jié)流調(diào)節(jié)作用,它可能是加速氧化的重要原因,調(diào)門部套的氧化皮隨著時(shí)間的增加逐漸增厚,而大修中對(duì)該問題認(rèn)識(shí)不足,只是去除閥桿上的氧化皮,并未對(duì)閥碟上的氧化皮進(jìn)行徹底去除,致使調(diào)門閥碟金屬氧化皮逐年積累,最終導(dǎo)致調(diào)門卡澀。

        3 處理及防范措施

        處理:對(duì)閥碟和閥桿上的氧化皮,用金相砂紙很難去除,采用砂紙砂輪電動(dòng)工具去除,使閥碟和閥碟套筒恢復(fù)原有間隙(圖3)。通過對(duì)閥桿和閥碟上的氧化皮進(jìn)行徹底的清除,恢復(fù)部套動(dòng)靜間歇,基本保證在一個(gè)大修周期內(nèi),不會(huì)出現(xiàn)卡澀。隨后對(duì)3#汽輪機(jī)調(diào)速汽門進(jìn)行了解體檢查,同樣發(fā)現(xiàn)1#2#調(diào)門閥碟閥桿氧化皮較厚,調(diào)門部套動(dòng)靜間歇變小,安排檢修人員對(duì)3#機(jī)所有調(diào)門部套內(nèi)的氧化皮進(jìn)行清理。

        防范措施:a.氧化皮的生成與閥桿,閥碟材質(zhì)有關(guān)系,可以考慮在閥碟閥桿表面增加抗氧化涂層,減緩氧化皮的生成。b.有條件的情況下,每周將兩臺(tái)機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行倒換,進(jìn)行大負(fù)荷的加減操作,進(jìn)行調(diào)門活動(dòng),有利于減少調(diào)門氧化皮的堆積,也能提前發(fā)現(xiàn)調(diào)門是否卡澀,提前做好相關(guān)措施,防止機(jī)組停機(jī)過程中出現(xiàn)超速事故。c.金屬部件與高溫蒸汽接觸,氧化皮的產(chǎn)生是不可避免的,通過縮短調(diào)速門檢修周期,每年一次的小修,抓緊時(shí)間對(duì)調(diào)門解體檢查,清理閥桿、閥碟等部位的氧化皮,使高溫產(chǎn)生的金屬氧化皮厚度不足以造成調(diào)速汽門卡澀,從而避免了調(diào)門卡澀事故的發(fā)生。d.每個(gè)機(jī)組大修周期到時(shí),調(diào)速汽門檢修,要擴(kuò)大去氧化皮部件的范圍,以前只是清除閥桿與閥桿套筒上的氧化皮,而現(xiàn)在則要求對(duì)閥碟在內(nèi)的全部部套上的氧化皮進(jìn)行徹底清理,防止其他部位的氧化皮脫落,進(jìn)入調(diào)門部套動(dòng)靜間隙中造成卡澀。

        4 結(jié)論

        本廠調(diào)門卡澀主要原因是調(diào)速汽門閥碟、閥桿金屬氧化皮堆積,造成閥碟與閥碟套筒,門桿與門桿套筒動(dòng)靜間歇消失,造成調(diào)門卡澀。通過定期對(duì)調(diào)門進(jìn)行活動(dòng)和利用檢修時(shí)間對(duì)調(diào)速汽門部套相關(guān)部位徹底清除金屬氧化皮,是防止調(diào)門卡澀的主要措施。

        參考文獻(xiàn):

        [1]黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電有限公司55MW汽輪機(jī)運(yùn)行規(guī)程.2016.

        [2]朱庚玉.汽輪機(jī)主汽門卡澀原因分析及防范措施.熱力發(fā)電,2007.

        [3]付忠廣.電廠汽輪機(jī)運(yùn)行與事故處理.中國(guó)電力出版社,2007.

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