50 MW汽轮机一次自动主汽门关闭不到零位问题的原因分析与处理

2014年第8期总第174期冶金动力MFRAIIURGICALPOWER50MW汽轮机一次自动主汽门关闭不到零位问题的原因分析与处理唐俊锋，杨继锐，李景邯钢集团邯宝钢铁有限公司能源中心，河北邯郸056015【摘要】介绍了邯钢西区50MW汽轮机一次自动主汽门关闭不到零位的问题，通过原因分析，对自动主汽门进行解体检修，成功解决了该问题。【关键词】汽轮机；自动主汽门；阀座【中图分类号】TK26【文献标识码】B【文章编号】10066764201408006303ANALYSISANDTREATMENTOFCLOSETOZEROFAILUREOFTHEPRIMARYAUTOMATICMAINSTEAMVALVEINTHE50MWSTEAMTURBINETANGJUNFENG，YANGJIRUI，LIJINGENERGYCENTER,HANBAOIRONANDSTEELCO，LTDOFHANDANIRONANDSTEELGROUP，HAADAN,HEBEI056015,CHINA【ABSTRACT】THEPROBLEMOFFAILINGTOCLOSETOZEROOFTHEPRIMARYAUTOMATICMAINSTEAMVALVEINTHE50MWSTEAMTURBINEATTHEWESTAREAOFHANDANSTEELISINTRODUCEDTHROUGHCAREFULLYANALYSISOFTHECAUSESANDOVERHAULOFTHEAUTOMATICMAINVALVE，THEPROBLEMWASSUCCESSFULLYRESOLVED【KEYWORDS】STEAMTURBINE；AUTOMATICMAINSTEAMVALVE；VALVESEAT1前言邯钢西区热电厂1、3机组汽轮机为哈尔滨汽轮机厂制造生产的50MW机组，该机组型号为CC50N60883217098，型式为高温高压单缸冲动抽汽凝汽式，额定功率为50MW，最大纯凝功率能够达到60MW。每台机组设置一个自动主汽门和4个高压调速汽门。自投入运行以来，3汽轮机曾经出现过两次机组打闸停机后，自动主汽门关闭不到零位的情况，给机组的安全稳定运行留下了隐患。2自动主汽门的原理自动主汽门是汽轮机保护系统的主要装置，它的主要作用是，在汽轮机保护装置动作后，迅速切断汽源并使汽轮机停止运行。为了保证安全，要求自动主汽门动作迅速，并关闭严密。自汽轮机保护系统动作到主汽门完全关闭的时间，通常要求不大于0508S。汽轮机所有的停机保护都是通过自动主汽门和调速汽门的关闭来实现的，如果调速汽门没有关闭或者关闭不严，最终就只有依靠自动主汽门快速切断汽轮机的蒸汽进汽，以防止汽轮机超速，保证汽轮机的安全运行。该型号汽轮机自动主汽门型式为带预启阀的单座阀，见图1，由自动关闭器和主汽阀阀体两部分组成。自动主汽门只有全开和全关两个工作状态，主汽门的打开靠自动关闭器中油动机的推力，主汽门的关闭靠自动关闭器中的弹簧力。1一主汽FLB壳；2一阀座；3一主阀碟；4一阀碟套筒5一预启阀；6一阀杆7锁钉；8球面垫圈；9一预启阀螺帽；1O蒸汽室盖；11一导向键图1单阀座带预启阀式的自动主汽门冶金动力MFRALLURGICALPOWER2014年第8期总第174期自动主汽门主汽阀阀体的本体部分结构见图1。它是由主阀碟3和预启阀5组成。阀杆6通过球面垫圈8以螺帽9将其固定在预启阀上，预启阀螺帽上有两个对称的键以防止转动。主阀碟球形头是以丝扣和阀碟套筒4相连接，在球形头的圆周上对称开有4个孑L口，当预启阀开启时，蒸汽由此孔进入门后，给主阀碟一向上的力，同时降低了门前后压差，从而减小了阀门的提升力。主阀碟套筒顶端开有几个孔口，其目的是当预启阀关闭时，保持有一个蒸汽向下的作用力。3汽轮机打闸后自动主汽门关不到零位的原因分析与处理2010年10月份3汽轮机在打闸停机后，自动主汽门没有关闭到零位，后来通过几次反复的挂闸和打闸，自动主汽门关闭不到零位的问题得以解决，就没有再进一步的进行解体检查。在2012年L2月份3汽轮机一次停机准备检修的时候，发现汽轮机打闸后自动主汽门又没有关闭到零位，只关闭到刻度的60。这一次，自动主汽门再次出现关闭不到零位的情况，肯定不是偶然现象，必须彻底解决该问题。一般来说，汽轮机打闸后自动主汽门关闭不到零位的原因主要有液压部分和机械部分两方面的原因。31液压部分原因自动关闭器液压部分因为油质不良引起卡涩、快速卸荷阀故障等均可引起主汽门关闭不到位，但打闸过程中油动机压力回油管可听见油流声，说明下腔室高压油均能迅速泄去，可以将液压部分由于油质不良造成卡涩的原因排除。32机械部分原因动静间隙不当当间隙较小，热态下由于膨胀、氧化层可能会使间隙消失，造成卡涩使自动主汽门关闭不到零位，主要有下列间隙阀杆与其套筒的间隙，预启阀与其套简的间隙。油动机活塞杆及操纵座等机械连接件卡涩也可引起主汽门关闭不到零位。汽室部件表面结垢运行中由于汽水品质不合格而使部件表面结垢，堵塞自动主汽门动静部分之间的间隙造成卡涩，使自动主汽门不能关闭到零位。弹簧产生变化后预紧力不足由于自动主汽门长期在高温下工作，自动关闭器的弹簧有可能产生锈蚀老化、裂纹等缺陷，使预紧力减小，当自动关闭器的高压油泄掉后自动主汽门不能关闭到零位。可是对3汽轮机自动主汽门阀体进行解体检查后，发现阀杆与其套筒之间，预启阀与其套筒之间没有任何卡涩，阀杆和主阀碟能够上下自由活动，预启阀也能够上下自由活动，没有任何卡涩现象。自动关闭器油动机活塞杆及操纵座等机械连接件进行了检查打磨，也没有发现任何卡涩现象。于是对各个部件进行了清理打磨后进行回装，回装后自动主汽门仍然只能够关闭到刻度的60。33其它方面原因自动主汽门关闭不到零位的问题没有得到解决，这一次解体没有找到问题的真正原因。经过大量查找资料，认真研究自动主汽门主汽阀阀体图纸，发现阀座2和主汽门外壳1是两个部分，阀座2和主汽JJL壳1在装配后，径向对置进行4处敛缝，每处长40MM。如果敛缝遭到破坏，阀座2由于热胀冷缩的原因就会有可能松动上浮升高。自动主汽门由于蒸汽参数突然变化，及蒸汽经过主汽门的扩散作用力，促使阀座2发生松动。在汽轮机启动时，阀座2较主汽IJL壳1受热快，其膨胀受到主汽I1壳1的限制，被挤压产生弹性变形，在高温作用下，弹性变形逐渐变为塑性变形，结果导致敛缝遭到破坏，阀座2松动。基于上述分析，再次进行解体检查，检查阀座，确实发现阀座2比原来的位置升高。经过测量阀座2上浮升起了60MM。于是确认自动主汽门只能关闭到60的原因，是因为自动主汽门阀座松动上浮升起造成的。34处理方法如果要想将阀座2恢复原来位置，就得需要制作专用工具和液压装置，并且需要将自动主汽ILL部保温全部拆除，用火把对主汽IJL壳1进行加热，同时采取措施对阀座2进行冷却。按照这样的方法工作量大，而且比较困难。经过分析，决定利用热胀冷缩的原理，将阀座2恢复到原来位置。于是把自动主汽门回装，然后开蒸汽暖管对自动主汽门进行加热，通过反复的挂闸和打闸，自动主汽门终于关闭到零位，阀座被打了下去恢复到原来位置。然后再次将自动主汽门进行解体，将恢复到原来位置的阀座2和主汽门外壳1，按照自动主汽门图纸的要求，径向对置进行了4处每处长40MM敛缝。自动主汽门回装恢复后，反复进行了挂闸和打闸试验，一切正常。4结论汽轮机组打闸后自动主汽门下转第67页2014年第8期总第174期冶金动力METALLURGICALPOWER672遮断保安系统设置有电气、机械及手动三种冗余的遮断手段。1电气停机由遮断电磁阀2YV、3YV完成。当接收到电气停机信号时，遮断电磁阀带电，泄掉附加保安油，危急遮断滑阀动作，泄掉安全油，电气停机信号同时通过继电器回路联动OPC电磁阀25和关主汽门电磁阀1YV，泄掉快关油和启动油，快速关闭主汽阀及各调门。2机械超速保护由原机组的危急遮断器和危急遮断器滑阀完成。当转速达到危急遮断器设定值时，撞击子飞出，使危急遮断器滑阀并联动作，泄掉安全油，压力开关组动作，联动OPC电磁阀，泄掉快关油，迅速关闭主汽阀和调节阀。3手动停机系统保留了原机组的手动解脱滑阀，供紧急停机用。手拍解脱滑阀的按钮，泄掉附加保安油，危急遮断滑阀动作，泄掉安全油和快关油，从而使主汽阀、调节阀快速关闭，遮断机组进汽。232调节系统用于精确控制汽轮机升速、调节负荷和抽气调节。开调门或加负荷DEH给定一开调门或加负荷指令，经运算比较后输出一正偏值电压AX，并作用在伺服阀上，伺服阀动作，从而驱动油动机动作并使调门往上开启。此调门位移经油动机LVDT反馈回DEH进行比较运算，直至其偏值电压X为零后，调门便停止移动，并停留在一个新的工作位置上。关调门或减负荷作用过程与上相反。伺服原理框图如图1所示。图1伺服原理框图3结论改造后，经调试，彻底解决了机组原液压式保安调节系统存在的问题，改善了调节系统的控制品质，提高了机组运行的安全性和稳定性。机组调节系统在控制汽轮机升速、调节负荷和调节抽汽等方面都能达到灵活精准的要求；机组转速控制精度小于01，负荷控制精度小于L，彻底消除了机组负荷波动问题。机组保安系统在打闸停机、超速试验、甩负荷试验、主汽门活动试验等方面都安全可靠。根据调试结果及运行状况判断，机组调节保安系统改造总的来说比较成功，解决了一些关键性的问题，并为今后相同型号机组的改造积累了经验。【参考文献】【1】李建刚主编汽轮机设备及运行【M】JT京中国电力出版社2006年7月第一版【213海电力学院王志祥，朱祖涛合编热工控制设计简明手册第一版M上海水利电力出版社1995年11月【3】上海新华控制技术集团有限公司编著电站汽轮机数字式电液调节系统DEH第一版【M】北京中国电力出版社2005年5月【4】李宝玉，魏毓璞编著汽轮机调节系统疑难问题解析第一版【M北京化学工业出版社2006年6月收稿日期20140509作者简介刘听1968男，大学本科学历，工程师现从事动力机械技术管理工作。上接第64