9E燃气-蒸汽联合循环汽轮机抽汽调节阀缺陷处理.pdf

4 8 华 电技 术 第3 5卷 图2 抽汽调节阀执行机构与调节连杆装配图 位标定工作 ， 标定的步骤为 ： ( 1 ) 确定高压抗燃油 ( E H油) 系统工作正常 ， 需 要标定的阀门具备正常开启和关闭的条件 ； ( 2 ) 将 MO O G阀与伺服控制( S P C ) 卡断开； ( 3 ) 将手操器和 MO O G阀连接 ； ( 4 ) 逆时针旋转手操器旋钮 ， 使油缸活塞 向上 运动到机械死点( 零位位置 ) ， 热控人员通过配置软 件将零位写入 S P C卡； ( 5 ) 顺时针旋转手操器旋钮， 使油缸活塞向下 运动到机械死点( 满度位置 ) ， 热控人员通过配置软 件将满度位置写入 S P C卡； ( 6 ) 完成阀位标定工作， 将 M O O G阀与 S P C卡 汽机水平中分面 连接 ； ( 7 ) 此时油缸可通过 S P C卡进行正常控制。 2 3 2 从旋转隔板调节连杆受力情况进行分析 由以上抽汽调节 阀的标定过程可 以看出， 零位 和满度是 以活塞 向上 、 向下 的机械死点来 确定 的。 由于旋转隔板调节连杆与油动机 中心线存在加工累 计误差 ， 所 以， 在初次标定时就存在油动机满度位置 偏大的可能 ； 又由于标定时问很短， 此时尚不足以造 成连杆的弯曲。在采暖或制冷季节， 旋转隔板调节 连杆处于 中间开度位置 ， 控制旋转 隔板开度的油缸 只需克服旋转隔板开大或关小的摩擦阻力和隔板 自 重力 ， 而在非制冷采暖季节 ， 汽轮机启动后抽汽调节 阀指令始终处于全开位 ， 经过多次开停机 ， 即抽汽调 节阀多次开关之后， 该转接头丝杆产生少量的弯曲 变形 ， 分析任何一次开机后该活塞杆所受的力矩 ， 其 活塞上腔的进油压力最大可能达到 1 4 MP a ， 受力分 析如图 4所示 。 受力分析说明： S P C卡控制油的压力为 1 4 M P a ， 油动机油缸活塞直径为 1 2 5 m m， 油动机中心线与调 节连杆轴承中心偏离 3 2 m m。 油动机活塞杆转接头的力矩 M = 1 4 1 0 3 1 4 0 06 25 0 0 3 2 =5 4 9 5( N i n )。 作用在油动机活塞杆转接头丝杆上的力矩为 5 4 9 5 N in ， 这么大的弯曲力矩足以将 1根 M 3 63 m m 的 丝 杆 压 弯 ，该 力 矩 是 设 计 力 矩 的 1 0 1 2 7 ( 3 2 3 1 6 ) 倍 。 2 4 油动机活塞杆转接头丝杆弯曲的主要原因 综合以上分析和计算可知， 造成此次油动机活 、 、 = 、 、 、 、 一 一 一 一 一 ： 一 全 关 位 置 鬟 ，一一 二 ： ， ， ， 、r 三 全 开位置 ,f d f d , 脚 ， 一 1 、 | 一 3 1 6 - 一l 5 0一 4 1 6 图3 旋转隔板调节连杆工作原理图 第4期 张泰 山， 等 ： 9 E燃气 一蒸汽联合循环汽轮机抽汽调节阀缺 陷处理 4 9 图 4 抽 汽调节阀油动机活塞杆 转接头受力分析 塞杆转接头丝杆弯曲的主要原因是： 由于旋转隔板 调节连杆各部件 的制造误差 叠加 ， 使得油动机 活塞 杆运动中心线与调节连杆轴承中心偏离了 3 2 0 0 m m， 远超 3 1 6m m 的设计要求 ， 使得作用于活塞杆 转接头丝杆的最大可能弯 曲力矩增大 了 1 0倍以上 ， 这么大的力矩是转接头丝杆 强度难 以承受 的， 再加 上调节连杆 的轴承为 圆柱形 ， 导致丝杆只能沿着轴 承的侧面弯 曲( 如图 1 所示 ) 。 3 活塞杆转接头丝杆弯 曲后的处理情况 3 1 处理对策及执行情况 经过检查 ， 调整油动机 中心与调节连杆轴承的 中心距离不太可能 ， 无法将执行机构油动机 向汽轮 机本体侧移动， 旋转隔板调节连杆也不可能伸长， 只 能从其他途径想办法。 ( 1 ) 将该 执行 机构油动机 活塞 杆转接头拆下 ， 更换新 的转接头。 ( 2 ) 减小作用 于转接头丝杆 的力矩 ， 即减 小高 压油对活塞 的作用力 。重新调整旋转隔板调节连杆 的行程， 以旋转隔板的全关位来定位 0 ， 然后将调 节连杆向下开大到一定的角度， 使调节连杆的垂直 活动行程达到 1 3 5 m m， 与设计图纸相符， 将此位置 定为 L V D T开度 的 1 0 0 ， 而实际旋转 隔板没有 达 到最大极限开度 ， 该开度 只需满足旋转隔板喷嘴需 要的流通面积即可。 ( 3 ) 按 照上述 方法重新 调 整执行 机构 的行 程 后 ， 旋转隔板在开大到 1 0 0 开度时， 油动机 只需要 克服旋转隔板重力和摩擦阻力产生的力矩， 经过现 场实际测量估算 ， 该力矩约为 3 1 3 6 N m， 此力矩 在转接头丝杆能够承受的设计范围之 内。 3 2 检查处理情况 ( 1 ) 在冷态情况下启动 E H油系统， 汽轮机挂闸 后抽汽调节阀开启正常 ， 打闸后关闭正常 ， 在全行程 范围内油动机活塞走动平稳 ， 阀位标定符合图纸要 求 ， 执行机构行程范围符合图纸要求 。 ( 2 ) 汽 轮机 在额 定工 况下 ， 即带额 定 负荷 6 0 MW， 自动主汽 门前额定进汽压力为 5 5 4 9 MP a ， 进 汽温度为 5 1 4时 ， 旋转隔板 ( 第 1 1级隔板) 前 的蒸 汽压力为 1 7 4 0 M P a 。在实际运行条件下， 由于余 热锅炉的设计计算误差， 在汽轮机启动带满负荷后， 实际的进汽参数与设计值有一定差异。在 4月主汽 调节 阀全开工况下， 实际高压蒸汽进汽压力 为 4 9 0 0MP a ， 进汽温度为 5 1 4 时， 旋转 隔板 的行程 按照图纸要求重新调整后 ， 第 1 1 级隔板前 的蒸汽压 力与调整前一致 ， 说明调整后第 1 1级隔板 的通流能 力满足了设计要求。 4 暴 露的 问题 及改进措施 ( 1 ) 由于抽汽调节阀执行机构是直行程， 旋转 隔板调节连杆是角行程 ， 用直行程控制角行程， 油动 机活塞的行走中心与旋转隔板调节连杆轴承的中心 势必有偏心 ， 其偏 心距设计要求为 3 1 6 m m， 对旋转 隔板及其连杆 、 调节杠杆和调节连杆等的加工精度 要求非常高 ， 其累计误差很容易超标。这就要求汽 轮机制造厂严格质量管理制度 ， 严格控制每一个零 部件的精度误差， 严禁使用尺寸误差超标的零部件。 ( 2 ) 要从 根本 上解 决此 问题 ， 必须从 设计上想 办法， 若将油动机垂直于汽轮机本体轴线方向上的 定位( 不妨暂定为横向定位) 改为可调， 通过现场调 整油动机的横向定位来控制油动机中心与调节连杆 轴承之间偏心距超标 的问题 ， 这种改进方 向要求汽 轮机制造厂家更新思维方式 ， 优化设计方案。 ( 3 ) 设备监造人员必须熟练掌握制造过程的工 艺质量控制标准， 设备组装、 装配及重要节点必须到 场见证 ， 严格把关 。 ( 4 ) 工程回访制度应该得到设备制造厂家的足 够重视 。经过一段时间的运行后 ， 设计 、 制造和装配 调整方面的问题会暴露出来， 制造厂家应该及时掌 握出厂设备的缺陷情况， 在设计、 制造和质量控制等 方面加 以改进 ， 防止 同类 缺 陷在其 他设 备上 重复 出现。 ( 5 ) 发电企业 的运行维护人员也应加强对设备 的监督检查和维护管理 ， 发生 的设备缺陷虽然不能 从源头上进行处理 ， 但通过分析缺陷的发生机制 和 调整相应的参数， 在不影响安全、 使用功能和经济性 的前提下 ， 也能达到满意的效果。 5 结束语 对于汽轮机本体抽汽调节阀的( 下转第6 8页) 6 8 华 电技 术 第3 5卷 备的检修。 2 2 汽机房优化布置设计 汽机房、 除氧燃料间二列式布置， 具体优化布置 如下 ： ( 1 ) 汽机房结构形式及尺寸。汽机房采用可拆 卸的汽机轻型罩壳形式 ， 汽机罩壳跨度为 1 3 0 m， 长 3 2 0m， 汽机罩壳顶最高标高 8 5 m， 顶部呈弧形 ， 汽 轮机发电机组中心线距汽机房 A列柱 6 5 m。 ( 2 ) 除氧燃料间结构形式及尺寸。除氧燃料 间 为单 框 架 ， 跨 度 为 8 0 m， 除 氧燃 料 间总 长度 为 8 05= 4 0 0( m) 。 ( 3 ) 汽机房各层布置 ： 汽机房 0 0 IT I 层布置汽 轮机发电机组、 凝结水泵坑、 凝结水泵、 射汽抽气器、 轴封、 胶球清洗装置等辅助设备。 ( 4 ) 除氧燃料 间各层布置： 除氧燃料间 0 0 m 层布置 电动给水泵组 、 高 低压加热器 、 蓄电池室 ， 并 设有电动给水泵组 的检修起 吊设备 ； 8 0 m为运行 层 ， 布置 机炉集控室 、 工程师 室、 U P S室、 电子设备 间、 高 低压配电装置； 1 4 0 m为除氧层， 布置除氧 器 、 给料机 、 连续排污扩容器等 。 3 汽机房布置优化技术经济分析 该3 0 M W生物质能发电厂选用了高效率的高 温超高压汽轮机发电机组， 虽然初期投资比国内传 统的高温高压机组及中温次高压机组高， 但由于发 电效率高， 每年的运行费用均比国内传统的机组低。 在发电量相等的情况下 ， 高温超高压机组至少可节 约标准煤 3 0 g ( k W h ) ， 每年至少可节约 6 0 0万元 燃料费( 按全年发电 7 5 0 0h计) ； 在燃料相等的情况 下 ， 高温超高压发电机组 比国内常规机组全年至少 可多发电 1 7 5 G W h ( 按全年发电7 5 0 0 h 计) 。电 厂运行时间越长， 高温超高压机组节约的运行费用 越多， 2年内高温超高压汽轮机发电机组增加的初 期投资费用与节约的运行费用基本持平 。 该 3 0 MW 生物质能发 电厂的汽机房优化 布置 同传统的汽机房布置主要尺寸对 比见表 1 。 该 3 0 MW 生物质能发电厂汽机 房、 除氧燃料间 布局合理、 工艺流程顺畅、 功能明确、 检修合理， 与国 内传统的汽机房相比属紧凑型布置形式。 表 1 主厂房 布置主要尺寸对 比 由于取消汽机房单排架结构 ， 采用轻 型汽机罩 壳的结构形式， 不仅节约了大量的土建费用， 还缩短 了汽机房施 工工期 ， 可节约初投 资约 2 0 0万元 ； 同 时， 减少汽机房 占地面积约 3 5 8 m ， 减少汽机房容积 约 1 0 0 0 0m 。 4 结束语 该 3 0 M W生物质能发电厂在安全、 经济且便于 运行维护的前提下 ， 选用 了高性能 的高温超高压机 组， 不仅提高了汽轮机的热效率， 提高了生物质能源 利用率， 还减少了汽机房占地面积和容积， 使汽机房 的系统效率达到了同类型机组 的国内领先水平 ， 技 术 、 经济性 良好 。 参考文献 ： 1 徐中华 上海崇明生物质能发电工程技术方案研究 J 华电技术， 2 0 1 2 ， 3 4 ( s 1 ) ： 8 68 8 2 张瑾 生物质能电厂的“ 小” 与“ 精” J 华电技术， 2 0 1 0 ， 3 2 ( 1 0 ) ： 7 2 7 5 3 高永芬， 侯振 ， 胡训栋 单县龙基生物发电工程秸秆电厂 设计研究 J 热机技术， 2 0 0 6 ( 3 ) ： 1 51 8 ( 本文责编 ： 刘芳) 作者简介 ： 孙萍( 1 9 7 8 一) ， 女， 江西九江人， 高级工程师， 工学硕士 ， 从事生物质 能发电厂热机 专业设计 及管理 方面 的工作 ( E ma i l ： s u n p i n g k d p e c o m e l 1 ) 。 C oC0C ” C CC e C C)C C ，CC H CH C CoC)c ” CC (” C M C