300MW汽轮机调门优化改造.pdf

汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 汽轮机调节阀 主汽阀改造 东方汽轮机有限公司电站服务事业部 6 22 2009 4 30 40 PM 2009 6 222 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 一 高压调节阀门改造方案一 高压调节阀门改造方案 2009 6 223 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 1 设备概况1 设备概况 东汽D42 D300H D300K D300L D300N等机组左右2个高压 主汽调节阀 布置在汽机前方运行层下面 每个高压主汽调节阀 由公共一个壳体的1个主汽阀和2个调节阀组成 调节阀和主汽阀 在公共阀壳内呈三角形排置 结构简单 布置紧凑 机组右侧为 1 4 调节阀 左侧为2 3 调节阀 为了减少阀门提升力 调节阀都设有预启阀 4个调节阀分别 控制高压缸内相对应的4个喷嘴组 调节阀分别由各自独立油动机 控制 实现机组的配汽要求 2009 6 224 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 2 高压调节阀十字头受力分析与结构设计比较2 高压调节阀十字头受力分析与结构设计比较 东方300MW以上的大容量机组 其高压主汽调节阀中的高压调节阀的 阀杆提升机构均按 日立 调节阀结构 模化设计成阀杆与十字头采用 螺纹直接联结 如图一所示 2009 6 225 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 3 存在问题3 存在问题 3 1 机组大修过程中发现高压调节阀阀杆和十字头连接螺纹咬死 倒牙等缺陷无法解体 3 2 机组大修过程中发现高压调节阀止动垫圈 压环 锈蚀 热变 形 难以拆卸 3 3 机组大修过程中可能未进行高压调节阀阀座及阀瓣进行检查 存在隐患 4 原因分析4 原因分析 由于阀门关闭瞬间强大的反作用力作用到螺纹结合面上 使螺纹发 生严重变形 造成大修时高压调节阀无法解体 2009 6 226 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 5 解决方案5 解决方案 5 1 利用大 小修机会 对高压调节阀的阀杆和十字头连接部分和 止动圈 压环 按供货厂家图纸进行改造 5 2 改造部位在十字头螺纹处按十字头补充加工图镗 车 削出一 孔 先将锥形衬套装入阀杆带锥度一端 锥形衬套内孔与阀杆接触面积 不低于75 其次将圆螺母和带锁紧槽圆螺母依次装在阀杆上 锥形衬套 与十字头采用内六角螺栓联接 见改进设计2 5 3 止动垫圈 压环 改造 参照32MPa DN100高温高压阀门 在 止动圈 压环 四周阀体外部钻孔 推打拆卸方式 而高压调节阀不能 在阀体上钻孔 利用相同原理 在每块止动圈上钻孔 利用内六角顶出 螺钉拉出止动圈的结构形式 5 4 十字头 止动圈 阀杆改造图纸附后 2009 6 227 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 针对此情况 我们对十字头与阀杆的联接进行改进 设计 并首先用于湘潭电厂 安顺电厂 得到了用户认 可与好评 随后 D300H全部机组与信阳电厂两台 D300K 机组均按此设计结构对高压调节阀十字头进行了改进 用户都十分满意 改进后十字头与阀杆联结关系如图所 示 改 进 设 计 一 改 进 设 计 一 2009 6 228 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 2009 6 229 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 针对D600 D300N D200 D150 D135等系列机组多次 发生高压调节阀阀杆连接螺纹脱扣事故与调节阀门振动发生 负荷波动等故障现象 经过认真分析 阀门内部结构设计与 阀杆提升装置结构的欠合理是造成运行事故的主要原因 可 通过对阀杆提升装置结构的改进设计 完全可以杜绝此类事 故的发生 我们曾对抚顺 海勃湾 大武囗电厂调节阀杆连接结构 进行改进设计 所存在的阀门振动 连接螺帽胶落等故障都 得到了彻底解决 其改进设计结构如图所示 改 进 设 计 二 改 进 设 计 二 2009 6 2210 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 2009 6 2211 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 此结构设计为 阀杆上端设计成一定角度的锥体 与锥形衬套密配合 权威性一体 用园螺母牢固锁紧后再加 装一带槽锁紧园螺母将园螺母锁 死 防止园螺母可能发生的松脱 完成上述装配工作后将锥衬套连同阀杆 装入十字头并用 6 M20内六角园柱螺钉边接成一体 2009 6 2212 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 改 进 设 计 的 比 较 改 进 设 计 的 比 较 此结构与原设计相较 阀杆与十字头无直接连接关系 原 设计的拆卸弊病不可能在该结构上发生 拆卸 维修方便 只 需拆除连接螺钉 便完成了十字头与阀杆的分解工作 阀杆与 衬套的分解 卸掉上端螺母后 便可取下衬套 对用户检修来 无任何后顾之忧 此结构与改进一结构相较 取消了止动板 即取消装配后 焊接工序 若焊接工艺不当 有可能损伤十字头 产生裂纹 与拆卸时止动板的打磨工序 襄樊电厂曾因止动板焊不牢发生 脱落导致螺塞外退出现负荷大波动故障 该设计结构巧妙利用 内外锥面紧密配合的自锁原理 有效地抑制了阀杆因汽流扰动 所产生的不规则颤动 大大增强了调节阀工作的稳定性 这已 在大武囗 抚顺等电厂得到了充分的验证 2009 6 2213 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 二 高压中压主汽阀门改造方案二 高压中压主汽阀门改造方案 2009 6 2214 原因分析原因分析 1 汽水品质差 停机检修均采用快冷迫方式 空气中水份过 大 造成阀门内部部件过度氧化 从每次发生卡涩时解体的情况来 看 上汽封套筒内都填满了氧化皮 将阀杆附着的氧化皮去掉后 其外径减小0 5 以上 可能由于阀杆材料 1Cr11MoV 与汽封套筒 20Cr3MoWV 在机组快冷状况下抗氧化性能较差 停机之初 高温状态的阀杆 汽封套筒与快冷空气中的氧起 氧化反应 生成氧化皮 氧化皮剥落到上汽封套筒内 当阀门开启 时 剥落的氧化皮被挤塞在上汽封套筒与阀杆两结合面之间 见示 意图兰色部分 从而造成阀杆卡涩 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 2009 6 2215 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 2 原上汽封套筒的结构设计欠合理 见示图 上部的容氧化皮槽设计 太偏上 距密封块仅20 主汽阀在关闭状态 沉积在阀杆锥面处的氧化皮 不可能落入容氧化皮槽内 阀门在开启过程中这些氧化皮也不能及时被推入上 汽封套筒上部的容氧化皮槽内 而被夹塞在汽封套筒与主汽阀杆之间的缝隙 内 使阀杆发生卡涩 见示意图 3 主汽阀杆与上汽封套筒 M231 265 027 的配合间隙为0 30 0 385mm 与下汽封存套筒 231 265 031 的配合间隙为0 38 0 48mm 两 者配合间隙不一样 显然下汽封套筒失去主导向作用 下汽封套筒长度为312 mm 主汽阀杆在上汽封套筒的导向长度仅为132 从而使阀门开启时导向 不好 发生偏歪 这也是阀杆发生卡涩不可忽略的原因之一 2009 6 2216 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 2009 6 2217 改进办法改进办法 1 材料改进 中汽阀杆 汽封套筒均改用2Cr12NiMo1W1V 该材料抗氧化 性能很好 在950 高温下腐蚀深度仅为1 572 10 mm 6 年 原 阀杆11CrMoV为抗大气腐蚀二级 可有效抑制氧化皮的生成 汽轮机汽轮机汽轮机汽轮机调节阀调节阀调节阀调节阀 主汽阀改造 主汽阀改造 主汽阀改造 主汽阀改造 2009 6 2218 汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造汽轮机调节阀 主汽阀改造 2 设计结构改进 改进方案 见示意图绿色部分 考虑到加工工艺性 将原上汽封 套筒分为汽封衬套与上汽封套筒两段 汽封衬套内孔与阀杆 95之间单边 留有2 5 间隙 即使有较粗颗粒的氧化皮 阀杆在上行过程中也不会与 汽封衬套发生挤塞 上汽封套筒上端与汽封衬套接合处设计有较大的容氧 化皮槽 此槽位置设计在阀杆处于关闭时的阀杆锥面处 阀杆在上行过程 中能顺利地将阀杆锥面处存有的氧化皮推入容氧化皮槽内 从而有效地防 止挤塞 此外 新设计的上汽封套筒 下汽封套筒与阀杆的配合尺寸一致