淺談某電廠600mw汽輪機高調門振動的原因及應對措施

1、<p>　　淺談某電廠600MW汽輪機高調門振動的原因及應對措施</p><p>　　摘要：根據(jù)某電廠1號機高壓調門振動的問題，文章分析了導致振動的原因，并就這些問題提出了相對應的處理辦法。本文還闡述了由于振動導致的螺栓斷裂問題，并提出解決方法，供大家參考。 </p><p>　　關鍵詞：600MW汽輪機；高壓調門；振動問題；應對措施 </p><p>　

2、　Abstract:According to some plant No. 1 high-pressure Regulating-valve vibration problems, this paper analyzes the vibration caused by reasons of these problems, and puts forward corresponding treatment measures. This pa

3、per also expounds the bolt fracture caused by vibration problems, and propose solutions, for your reference. </p><p>　　Key words:600MW steam turbine；High pressure valve；Vibration problem；Measures of </p&g

4、t;<p>　　中圖分類號：U665.12 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2012） </p><p><b>　　前言： </b></p><p>　　某電廠一期工程2×600MW燃煤機組配置的汽輪機是上海汽輪機有限公司引進美國西屋公司技術生產的亞臨界、一次中間再熱、四缸四排氣，單軸、凝汽式，N600－16.7/537/53

5、7型汽輪機。在該汽輪機的兩側有兩個固定支承的高壓主汽調節(jié)聯(lián)合閥，每個聯(lián)合閥包含一個主汽門和兩個調門。盡管該機擁有很多優(yōu)秀的性能，但它的高調門振動，卻一直是一個嚴重威脅電廠安全穩(wěn)定運行的問題。從2005年12月投產到2006年3月，這短短的四個月中，由于高調的振動，相繼導致1、2號軸承振動增大、負荷波動，調門定位銷斷裂，閥桿脫落、油動機連接座的螺釘斷裂等事故出現(xiàn)，嚴重地甚至拉裂調門油動機OPC油管焊口，造成焊口呲油，差點導致機組停機。為此

6、，分析高調門振動原因和處理好這個缺陷就成為當時該電廠的工作重點。為了行文敘述地方便，特規(guī)定從機頭向發(fā)電機方向看，左側是1號主汽門和1、3號調門，右側則是2號主汽門和2、4號調門。 </p><p>　　一、高調門振動的原因 </p><p>　　在高調門問題出現(xiàn)的早期，主要考慮的是EH油系統(tǒng)方面的問題，因此先后進行了更換GV2調節(jié)汽閥伺服閥；降GV2調節(jié)汽閥閥位輸出指令強制為60%；更換E

7、H系統(tǒng)油泵進出口濾網(wǎng)；更換EH系統(tǒng)濾芯；提高EH系統(tǒng)油質清潔度，達到MOOG-0級（標準為2級）檢查GV2調節(jié)汽閥VCC卡；更換GV1、GV2調節(jié)汽閥的LVDT。等措施。然后采取以上的措施后，開始階段好象有所改善，但隨著時間的推移，調節(jié)汽閥的振動問題依然嚴重。最后決定把四個閥門的閥桿與連接桿進行焊接，確保機組發(fā)電。此后，高壓調節(jié)汽閥振動大有改善，運行逐趨平穩(wěn)。 </p><p>　　從現(xiàn)象看，閥桿與連接桿焊接后，

8、可以改善調節(jié)汽閥的運行狀態(tài)。那就說明，調節(jié)汽閥 </p><p>　　圖1 高壓調節(jié)汽閥閥桿、連接桿結構簡圖 </p><p>　　外部因素的影響暫時可以不考慮，閥門內部汽流擾動的影響也可以暫時排除。主要的影響因素是閥門內部機械部件的問題。查閱了有關高壓調節(jié)汽閥圖紙，發(fā)現(xiàn)其中有這么一條要求：扭擰904Nm（牛頓米），使連接桿和閥桿在該面的接觸面積不小于80%，再裝配銷子。如果執(zhí)行這個技術要

9、求不到位的話，就會引起：閥桿與連接桿的接觸面（見圖1的B）有間隙，也就是說調節(jié)汽閥關閉時，彈簧所釋放出來的沖擊力一定要通過定位銷（￠20）的傳遞來實現(xiàn)調節(jié)汽閥的快速關閉。(見圖1和表1) </p><p>　　表1彈簧沖擊力二種傳遞過程比較 </p><p>　　從表1可知，當間隙B＞0時，銷子擔當了傳遞彈簧沖擊力的任務。按表2閥門全開狀態(tài)的（靜止狀態(tài)）彈簧力，經(jīng)計算￠20定位銷的剪切應力

10、達17443N/cm2 </p><p>　?。é樱剑?。 閥門關閉時的彈簧沖擊力，與靜止狀態(tài)彈簧力相比，要大數(shù)倍。這樣，銷子的剪切應力成倍增加?？上攵谶@種情況下，銷子是無法承受的，結果是銷子斷裂。 </p><p>　　表2高壓調節(jié)汽閥彈簧力 </p><p>　　4月初開始的#1機臨修，拆下三根調節(jié)汽閥閥桿檢查閥桿與連接桿配合的螺紋完好。也就是說，頂部螺紋與

11、連接桿的配合是松動的，沒有達到圖紙要求（#2閥桿拆卸時，把閥桿割斷了，只能檢查三根閥桿）。 </p><p>　　綜上所述，#1機高壓調節(jié)汽閥￠20定位銷子斷裂的主要原因是，閥桿與連接桿存在間隙（沒有擰緊且接觸面不好），銷子參與了傳遞彈簧沖擊力，導致斷裂。閥桿脫落的主要原因是由于銷子斷裂和閥桿螺紋松動。而這些原因振動擴大，并且越來越厲害。 </p><p>　　二、高調門振動的處理 <

12、;/p><p>　　因此，只要嚴格按照圖紙技術要求進行裝配，不但可以避免閥門銷子斷裂和閥桿脫落等問題，而且可以減輕閥門振動，同時可以基本解決閥門的油動機結合面螺釘斷裂問題。 </p><p>　　高壓調節(jié)汽閥是汽輪機—發(fā)電機運行的重要部套，承受著高壓高溫蒸汽的考驗，工作條件最惡劣的。一旦出現(xiàn)問題，少則影響機組功率，嚴重則影響機組安全穩(wěn)定運行。因此，應特別重視調節(jié)汽閥的設計、加工和裝配等工作。

13、</p><p>　　三、高調門螺釘斷裂的原因與處理 </p><p>　　3.1、調節(jié)汽閥螺釘斷裂情況 </p><p>　　該電廠＃1機組自從機組168小時試運到現(xiàn)在，一直存在高調汽閥振動大情況。因為調閥振動大已經(jīng)造成＃1調門OPC油管斷裂、#2高調閥桿與連接桿銷子斷裂,閥桿下降等。2006年3月3日，逢1號機組臨修之際，對#2高調閥彈簧座與彈簧架連接螺釘進行檢

14、查，發(fā)現(xiàn)12只螺釘斷裂8只。隨即擴大檢查，結果#1調門螺釘斷裂3只、#3調門螺釘斷裂2只、＃4調門螺釘沒斷裂。 </p><p>　　3.2、調節(jié)汽閥內六角螺釘斷裂分析 </p><p>　　1號機組有4個高調汽閥，每個調節(jié)汽閥彈簧座與彈簧架有12個連接用的內六角螺釘。在運行中，有3個調節(jié)汽閥出現(xiàn)數(shù)量不等的螺釘斷裂，最多的為#2調節(jié)汽閥，共有8個螺釘斷裂。所有斷裂螺釘?shù)臄嗔盐恢梅浅Ｒ恢?，?/p>

15、在螺釘?shù)募绮?，如圖。據(jù)了解，其使用溫度不超過200℃，在運行中受到較大的振動作用。 </p><p>　　圖2 內六角螺釘斷裂示意圖 </p><p>　　螺釘?shù)脑O計材質為42CrMo，規(guī)格為M12×80。為分析螺釘?shù)臄嗔言颍覀儗?2調節(jié)汽閥中6個斷裂螺釘進行了光譜分析。結果表明：螺釘所用材料中合金元素Cr和Mo的含量與廠家所提供的設計資料很接近，可以排除材質錯用的可能。另外

16、，由于螺釘斷裂是在1號機組臨修過程中被發(fā)現(xiàn)的，其斷口在運行中已經(jīng)被研磨得很光滑，很難看出斷裂的起始形貌。但其斷裂位置非常一致的特征，可作為判斷的一個基礎。 </p><p>　　一般地，螺釘?shù)谋∪醐h(huán)節(jié)應在螺釘端部的螺紋處，但實際斷口均在螺釘?shù)募绮?。從螺釘?shù)膶嶋H結構尺寸上，我們發(fā)現(xiàn)兩方面的問題： </p><p>　?。?）螺釘?shù)募绮渴桥_階式結構，缺乏圓滑過渡； </p>&l

17、t;p>　?。?）螺釘?shù)膬攘浅叽绮缓线m，較大的H值以及B與D的大小接近都加劇了螺釘肩部的應力集中。而外界的較大振動則直接促進了螺釘肩部的斷裂。 </p><p><b>　　3.3、解決方案 </b></p><p>　　主要是降低系統(tǒng)的振動，避免其承受交變載荷的作用。 </p><p>　　改善螺釘?shù)谋∪醐h(huán)節(jié)。① 把剛性螺釘變?yōu)槿嵝月?/p>

18、釘，可在螺釘?shù)募绮吭O計R過渡；② 改變螺釘?shù)膬攘浅叽?，根?jù)實際情況，降低H值較好。 </p><p>　　改變螺釘材質，提高材料等級。如可用35CrMo來代替42CrMo，在不降低螺釘材料抗拉強度的基礎上，降低材質的含碳量，提高其塑性和韌性 </p><p><b>　　四、結束語： </b></p><p>　　經(jīng)過上述改造，該電廠1號機的

19、高調門振動問題得到解決。而國產600MW機組的高調門振動是個普遍問題，希望汽輪機制造廠能高度重視這一問題，并從根本進行研究解決。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]饒紀杭.李子連.汽輪機控制系統(tǒng)（DEH）應用情況調查報告[J].中國電力 </p><p>　　[2]吳季蘭.汽輪機設備及系統(tǒng)[M].北京：