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阀门关闭超时问题与解决方案研究(二)

  • 来源: 大发彩票西北电力试验研究所
  • 作者: 王炳淇
  • 发布时间: 2017-05-11

(接上文)

3.4 解决方案

从机械方面着手,有以下几个解决方案:

1)增加弹簧预紧力。在弹簧机构可调整的情况下,增加弹簧预紧力是从机械上减少阀门关闭时间的有效的手段。但是实际可行度如何要和厂家商议,因为增加预紧力还涉及增加弹簧垫片的问题,弄不好会弄巧成拙。神华广东某发电有限公司5×600MW机组就是用该方法解决了主汽阀关闭超时问题。

2)重视高压主汽阀检修工艺。解体清洗和检修是减少机械阻力的有效手段,可以参考以下检修措施[2,3]。

主汽阀本体检修措施:

a)尽可能保证门杆与门杆衬套间隙达到厂家标准要求的上限。

b)检修时应在主阀衬套内部平均选取7-8个截面进行详细测量,保证内径偏差在0.03mm范围内。如果出现椭圆度偏差较大的情况,应该进行磨床精细加工,无条件时考虑使用金相砂纸进行人工打磨。

c)解体检修时测量门杆弯曲值,防止阀杆弯曲造成的阀门卡涩,以保证阀门开关的灵活程度。

d)门杆、门杆套、蝶阀表面和导向套的光洁度,不应有氧化皮和其他杂质存在。

e)蝶阀、门杆螺旋槽外缘处、门杆衬套外口不应有尖角,保持圆滑过渡。

f)预启阀密封面接触均匀,成一条连续的圆周100%环线。

g)蝶阀密封面接触均匀,成一条连续的圆周100%环线。

主汽阀操纵座检修措施:

a)检修时要仔细检查导块球型面表面光滑,弹簧座架与导块在安装时应配对研磨,至少保证接触位置在直径较大的地方,以利于对中。环行接触达到80%以上。尖角接触的部分修钝。

b)测量弹簧的自由长度符合要求,弹簧刚度(第一次检修或如有问题时)符合标准要求。

c)测量弹簧压缩值符合标准要求。如出现预紧力减小的情况应查明原因。

d)三根弹簧安装时起始点应错开180度。

e)弹簧室连接法兰止口处表面光滑,不能有毛刺、凸点,否则要打磨。

f)检查弹簧室内壁表面光滑,不能有凸点,弹簧观察窗口内壁四周应圆滑过度,不能有棱角,否则要打磨。

g)弹簧室组装时应在垂直竖立状态下进行,安装时应该注意弹簧座架在弹簧室内圆周间隙要均匀,尽可能在中间,如有少量偏差也应该是下部间隙大于上部间隙,以防止弹簧座架在主汽阀开、关时与弹簧室碰磨。

h)解体后检查弹簧与弹簧之间及弹簧与弹簧室之间是否有摩擦,如有,可转换弹簧间角度消除,以利快关。

i)主汽阀保温时不宜将弹簧室座架连接法兰及螺栓进行保温。

杠杆传动机构检修措施:

a)检修时保证上杠杆和下杠杆三个销子孔各自同心,不能错口。

b)测量上杠杆和下杠杆三处连接销子两侧的上下距离,并做记录。偏差过大时应查明原因,并进行调整以保持平行度。

c)杠杆传动机构各销子与销子衬套间隙要保证0.05mm~0.10mm,连接杆与杠杆处销子与销子衬套间隙、主汽阀门杆与操纵座联杆处销子与销子衬套间隙要保证0.08mm~0.13mm。销子和销子衬套表面应保证光洁。安装时应在销子表面上涂上二硫化钼干粉,含油轴承涂机油。检查销子活动是否灵活,否则要进行处理。

d)油动机底座安装需在弹簧室垂直竖立状态下进行,后部止动处应贴实,不应有间隙。

e)传动杠杆安装后检查油动机杆、弹簧拉杆、支点处支架中心应在同一个平面上。

安装完毕后的检验措施:

a)油动机安装要保证不小于6.4mm缓冲行程。

b)油动机活塞下加装静态试验用临时压力表。(有条件时加装,试验后拆除,恢复死堵)

c)校对主汽阀实际上移、下移行程位移和LVDT反馈信号。

d)对油动机上移和下移过程中活塞下油压进行测量,每开、关10%记录一次。如同一开度下偏差过大应查明原因进行消除。

e)主汽阀整体安装结束后,在油动机活塞杆、主汽阀操纵座连杆、支点支架与杠杆连接销子附近的杠杆端面上分别安装磁性表座,装上百分表。在弹簧室上盖处安装垂直于弹簧室上盖90°的平面尺,以测量油动机活塞杆、主汽阀操纵座连杆、支点支架在工作时的平行度,及支点支架在工作时左右方向的位移量。主汽阀全行程取每10%记录一次百分表的读数,并对其进行比较,以检验杠杆工作状态的平行度。

3)将卧式主汽阀结构改变为油动机直连式主汽阀结构,彻底消除侧向力影响。直连式改造设备可以在弹簧内部设计锥面套筒结构,该套筒在阀门开度为100%时支撑着导杆、连接头、弹簧座等部件,可有效防止阀杆弯曲。锥面套筒前部为球面与锥面的组合面,可在主汽阀开度接近100%时,引导锥面内套筒顺利进入外套筒。[5]上述措施减少了机械阻力,从而减少阀门关闭时间。神华广东某发电有限公司一期亚临界600MW机组就是用该方法解决了主汽阀关闭超时问题。

4)卧式主汽阀结构保留杠杆机构,在杠杆与油动机活塞杆相连接的销子圆孔处加工一个矩形(或其他形状)滑槽,并将另一端的支点支架固定,成为仅允许杠杆转动的铰链式支点。滑槽应有足够长度吸收杠杆在主汽阀开关过程中的最大伸长量。在弹簧室端盖上为主汽阀导杆加装托架,以便消除连接杆垂头现象,使作用于杠杆上的三个力保持在一个平面内。导杆托架如图4所示。

 

图4 汽轮机高压主汽阀导杆托架[3]

这种方法改动量少,费用低,周期短,容易实施。

从热工方面着手,有以下几个解决方案:

1)从热工角度上减少主汽阀关闭时间,最有效的措施就是把电气保护信号引入机组后备紧停回路,直接走硬接线跳闸。对于过控制器的跳闸回路,该方案直接跳过了控制器的运算时间,从而缩短了主汽阀的总关闭时间。该方案需要对跳闸回路进行改动。山西某发电厂3、4号机组采用该方案缩短了200ms左右的主汽阀关闭时间,极大的减小了机组超速风险。山西某发电厂3、4号机组改进后的跳闸回路示意图如图5所示。后备紧停回路增加并网、电气保护控制原理图如图6所示。

 

图5 改进后的跳闸回路示意图

 

图6 后备紧停回路增加并网、电气保护控制原理图

2)第二种解决方案是对ETS进行改进。改进的方法包括缩短ETS控制器扫描周期(根据控制器性能越短越好,比如山西某发电厂ETS控制器扫描周期原先为50ms左右,最后改成了30ms);升级ETS控制器;改变ETS控制器的逻辑结构,使尽量简化。最终的目的都是要使ETS的运算时间尽量短,以缩短阀门关闭时间。

3)避免跳闸逻辑跨控制器。

4 中压主汽阀关闭超时问题分析

4.1 中压主汽阀的结构

中压主汽阀的结构如图7所示。

 

图7 中压主汽阀结构示意图

中压主汽阀与高压主汽阀的结构不同之处在于它的操纵机构不同,如图7所示,中压主汽阀在关阀时,油动机拉动阀杆和连杆动作,通过杠杆的旋转带动蝶阀封闭通流区,从而达到截断再热蒸汽的作用。

4.2 中压主汽阀关闭超时分析

中压主汽阀的关闭超时原因与高压主汽阀类似,区别是中压主汽阀不会产生蒸汽反作用力,再加上中压主汽阀流过的再热蒸汽压力大大低于主汽压力,所以中压主汽阀在运动中出现问题的几率比高压主汽阀小,这是指机械方面的影响。从热工方面来说,中压和高压主汽阀共用一套跳闸逻辑,所以热工方面的原因是完全一致的。

4.3 解决方案

热工方面的解决方案与高压主汽阀完全相同。机械方面的解决方案是增加弹簧预紧力和注重阀门检修工艺。

(未完待续)


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