600mw西屋機(jī)組單閥改順序閥運(yùn)行異常分析

1、西屋引進(jìn)型600MW汽輪機(jī)單閥改順序閥運(yùn)行異常及經(jīng)濟(jì)性分析[摘要]：介紹了西屋引進(jìn)型600MW汽輪機(jī)單閥改順序閥運(yùn)行遇到的異?，F(xiàn)象，并根據(jù)異?，F(xiàn)象分析原因。同時(shí)根據(jù)分析原因，制定出相應(yīng)的解決方案。[關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞]順序閥異常分析解決方案經(jīng)濟(jì)性對(duì)比1汽輪機(jī)概況天津大唐國(guó)際盤山發(fā)電有限責(zé)任公司選用哈爾濱汽輪機(jī)有限責(zé)任公司引進(jìn)美國(guó)西屋技術(shù)制造的N60016.7537537I型，亞臨界中間再熱、四缸四排汽、單軸、反動(dòng)式凝汽汽輪機(jī)。本機(jī)組軸系由高壓

2、轉(zhuǎn)子、中壓轉(zhuǎn)子、低壓Ⅰ轉(zhuǎn)子、低壓Ⅱ轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子組成，各轉(zhuǎn)子之間均采用法蘭式聯(lián)軸器連接，由上述轉(zhuǎn)子組成的轉(zhuǎn)動(dòng)部分由安裝在中軸承箱內(nèi)的1個(gè)推力軸承定位，并且由11個(gè)軸承支撐。高、中壓轉(zhuǎn)子采用4瓦塊可傾瓦軸承支撐；低壓Ⅰ轉(zhuǎn)子前軸承、低壓Ⅱ轉(zhuǎn)子前軸承采用2瓦塊（下半）可傾瓦軸承，另二個(gè)采用4瓦塊可傾瓦軸承支撐；發(fā)電機(jī)及勵(lì)磁機(jī)轉(zhuǎn)子采用2瓦塊（下半）可傾瓦軸承。汽輪機(jī)的控制系統(tǒng)采用上海新華控制工程公司的DEHⅢA電液調(diào)速系統(tǒng)，機(jī)組設(shè)

3、置12個(gè)油動(dòng)機(jī)，分別控制2個(gè)高壓主汽閥，4個(gè)高壓調(diào)速汽閥，2個(gè)中壓主汽閥，4個(gè)中壓調(diào)速汽閥。ETS汽機(jī)保安系統(tǒng)，系統(tǒng)中設(shè)有兩種超速保護(hù)，一個(gè)機(jī)械式一個(gè)電氣式，低真空、潤(rùn)滑油壓低，控制油壓低、串軸、振動(dòng)、軸瓦溫度超限等保護(hù)，保證機(jī)組設(shè)備出現(xiàn)異常危害時(shí)的安全。汽機(jī)旁路系統(tǒng)由高壓旁路（610Th），低壓旁路（710Th）組成，滿足機(jī)組在冷態(tài)、溫態(tài)、熱態(tài)、極熱態(tài)工況下的啟動(dòng)參數(shù)調(diào)整需要。旁路為西門子自動(dòng)化有限公司生產(chǎn)的電動(dòng)閥門系統(tǒng)。給水系統(tǒng)備有

4、一臺(tái)啟動(dòng)、停機(jī)用30％（842Th）容量電動(dòng)給水泵，兩臺(tái)正常運(yùn)行用50％（1341Th）容量的汽動(dòng)給水泵。一臺(tái)汽泵與一臺(tái)電泵可使汽機(jī)帶滿負(fù)荷運(yùn)行。2國(guó)內(nèi)同類機(jī)組單閥改順序閥狀況哈汽制造的與#3、#4機(jī)類型基本相同的機(jī)組有：平圩電廠#1、#2機(jī)；元寶山電廠#3機(jī)；哈三電廠#3、#4機(jī)。平圩電廠的機(jī)組順序閥時(shí)表現(xiàn)為高調(diào)門操縱座抖動(dòng)較大；元寶山、哈三電廠現(xiàn)象與大唐盤電公司機(jī)組基本相似。上述機(jī)組都無(wú)法實(shí)現(xiàn)順序閥運(yùn)行。揚(yáng)州二電廠為西屋公司制造的6

5、00MW汽輪機(jī)，該機(jī)的結(jié)構(gòu)與盤電機(jī)組結(jié)構(gòu)基本相同，機(jī)組于1996年投產(chǎn)。投產(chǎn)初期近半年時(shí)間內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組的順序閥運(yùn)行，閥門開啟順序與原設(shè)計(jì)相同。后來(lái)出現(xiàn)#1、#2瓦瓦溫逐步上升現(xiàn)象，瓦溫由單閥運(yùn)行時(shí)的80℃，上升到97℃，特別是450MW負(fù)荷時(shí)瓦溫反應(yīng)較大（此時(shí)#1閥門開度約為5~10%）。為保證機(jī)組的安全，又恢復(fù)至單閥運(yùn)行，最終也沒(méi)有找到解決方案。3單閥改順序閥遇到的異常現(xiàn)象、原因分析3.1遇到的異常現(xiàn)象大唐盤電公司3＃機(jī)于2001年

6、12月18日投產(chǎn)，4＃機(jī)組于2002年6月5日投產(chǎn)。2002年兩臺(tái)600MW汽輪機(jī)一直采用單閥控制，由于單閥運(yùn)行汽輪機(jī)節(jié)流損失較大，熱耗明顯高于順序閥控制。按照制造廠的設(shè)計(jì)進(jìn)行單閥切換到順序閥運(yùn)行試驗(yàn)。3＃機(jī)單閥切換順序閥，在進(jìn)行順序閥運(yùn)行時(shí)，表現(xiàn)為2#瓦軸振振動(dòng)明顯增大，由單閥運(yùn)行時(shí)的56μm增大為順序閥運(yùn)行時(shí)的101μm，試驗(yàn)時(shí)的負(fù)荷為：350MW。4＃機(jī)單閥切換順序閥，在進(jìn)行順序閥運(yùn)行時(shí)，表現(xiàn)為1#瓦瓦溫明顯增加，由單閥運(yùn)行時(shí)的7

7、0℃，升高為順序閥運(yùn)行時(shí)的105℃。兩臺(tái)機(jī)組單閥切換順序閥運(yùn)行，引發(fā)振動(dòng)和瓦溫異常升高，致使順序閥不能正常投運(yùn)。3.2原因分析3.2.1原制造廠設(shè)計(jì)方案：高壓調(diào)節(jié)閥共四個(gè)，順序閥運(yùn)行時(shí)開啟順序?yàn)椋?3、#4先同時(shí)開啟，然后是#1，最后是#2閥開啟。原設(shè)計(jì)高調(diào)閥開啟順序如下圖所示。各方案軸承載荷情況匯總(kgf)順序閥方案軸瓦靜載荷最大載荷最小載荷1#瓦7200124865231原設(shè)計(jì)方案順序閥方案2#瓦74391744550301#瓦7

8、200124867200改進(jìn)方案一順序閥方案2#瓦74391744574391#瓦7200102877200改進(jìn)方案二順序閥方案2#瓦7439127727439經(jīng)試驗(yàn)方案一，瓦溫和振動(dòng)仍然上升較大。經(jīng)試驗(yàn)方案二，瓦溫和振動(dòng)上升幅度很小，很好的解決了1＃、2＃瓦瓦溫和振動(dòng)異常升高現(xiàn)象。確定選擇方案二作為最終方案。2003年對(duì)兩臺(tái)600MW機(jī)組單閥切換順序閥控制進(jìn)行了全面改進(jìn)，消除了軸瓦振動(dòng)、瓦溫異常升高現(xiàn)象。保證了兩臺(tái)機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行，極

9、其顯著地降低了機(jī)組熱耗，提高了機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益。5單閥改順序閥投入后發(fā)生的問(wèn)題、原因分析及解決方案5.1投入后發(fā)生的問(wèn)題5.1.12004102409：00，3＃機(jī)負(fù)荷漲至600MW，最高漲至580MW，調(diào)閥全開，主汽壓力17.0MPA，#1瓦絕對(duì)振動(dòng)152μm，#2瓦相對(duì)振動(dòng)99μm，其余各瓦振動(dòng)及溫度正常。確認(rèn)32#高調(diào)閥掉閥芯，門桿與聯(lián)接套發(fā)生脫扣。5.1.2200411422：304＃機(jī)組負(fù)荷470MW，在進(jìn)行順序閥切單閥過(guò)程中，機(jī)

10、組負(fù)荷突然降至433MW，逐漸恢復(fù)到470MW。未切換完就發(fā)現(xiàn)42＃高調(diào)閥反饋大于其它三個(gè)調(diào)閥，切換完畢后42＃高調(diào)閥行程27.6mm，其它均為19.6mm左右。就地檢查發(fā)現(xiàn)42＃高調(diào)閥操縱座螺栓斷裂，由于操縱螺栓斷裂導(dǎo)致閥門行程不受控制發(fā)生負(fù)荷波動(dòng)。5.1.3單閥改順序閥運(yùn)行后，2004年下半年大唐盤電公司兩臺(tái)600MW汽輪機(jī)，高壓調(diào)速汽閥多次發(fā)生高調(diào)閥操縱座螺栓斷裂，門桿與聯(lián)接套發(fā)生脫扣，運(yùn)行中高調(diào)門振動(dòng)大等異?，F(xiàn)象。5.2原因分析

11、5.2.1高調(diào)閥操縱座螺栓斷裂?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，其斷口在運(yùn)行中已經(jīng)被研磨得很光滑，很難看出斷裂的原始形貌，斷裂部位在螺栓肩部。螺栓的薄弱部位應(yīng)在螺紋部位，但是斷裂部位在螺栓肩部；分析是由高調(diào)門振動(dòng)導(dǎo)致螺栓松動(dòng)，螺栓松動(dòng)個(gè)體不均勻，導(dǎo)致個(gè)別螺栓受力較大，受力部位在螺栓肩部的某一側(cè)，致使在肩部單側(cè)存在受力較大，自肩部斷裂。5.2.2高調(diào)閥閥桿定位銷斷、閥桿脫落。高調(diào)門閥桿與油動(dòng)機(jī)聯(lián)接套軸向緊固未到位，軸向定位靠定位銷，由于閥門振動(dòng)定位銷與銷孔

12、現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)致間隙增大；當(dāng)高調(diào)門關(guān)閉時(shí)被壓縮的彈簧力較大，定位銷受剪切應(yīng)力倍增，導(dǎo)致定位銷斷裂。高調(diào)門振動(dòng)導(dǎo)致失去定位的閥桿螺紋和聯(lián)接套存在相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，閥桿上下竄動(dòng)，左右微旋，最后導(dǎo)致閥桿脫落。5.2.3引起高調(diào)閥操縱座螺栓斷裂、閥桿定位銷斷、閥桿脫落等異常現(xiàn)象的主要原因，來(lái)自高調(diào)閥振動(dòng)，螺栓緊固力偏小也是一個(gè)重要原因。5.3解決方案5.3.1降低高調(diào)閥振動(dòng)高調(diào)閥閥桿與聯(lián)接套緊固到位，然后配鉆定位銷；可以減小閥桿軸向振動(dòng)空間，防止定位銷斷裂和