汽轮机阀门管理的优化及实现(上)

0 引言

    汽轮机配汽机构既是重要的调节装置,也是重要的热力设备,其配汽方式、控制方式、设备性能直接影响机组的调节特性和经济性。虽然近年来普遍采用了DEH系统,机组自身的控制水平得到了明显的提高,但配汽特性设计不良的问题在一定程度上影响了机组调:爷控制功能的安全性。
    汽轮机处于单阀控制时,汽轮机各高压调阀以相同开度同时参与调节。在低负荷时,高压调阀开度较小,因而造成较大节流损失,不利于机组长期经济运行。因此将汽轮机从单阀运行切换至顺序阀运行是一个非常重要的措施。

l 阀门管理优化前情况

    广东国华粤电台山发电有限公司(以下简称国华台电)3号机是上海汽轮机有限公司生产的亚临界600 MW 四缸四排汽(157)型机组,4只高调阀对应4组喷嘴,机组原设计的高压调节阀开启顺序为:GV3+GV4(同步开启)一GV1一GV2,最小部分进汽度为50%(进汽弧段连续),见图1。
    按照西屋公司原设计方案投入顺序阀,同类型机组普遍出现了1号、2号瓦瓦温升高或振动增大问题,给机组的安全运行带来了很高风险。所以,有必要结合机组实际状态,提出较为科学合理的方案,实现汽轮机的顺序阀平稳切换和安全运行,达到节能降耗目的。

2 原设计方案的故障机理分析

    上海汽轮机有限公司生产的亚临界600MW汽轮机组在采用原调节阀配汽方案时,汽流力除产生推动转子旋转的扭矩外,在部分负荷下还将产生很大的附加横向汽流力,图2为部分进汽下横向力示意图,图3为在部分进汽横向汽流力作用下,轴承的工作状况示意图。
由轴瓦水平和垂直汽流力与蒸汽流量关系可知,附加横向汽流力随着第3号、4号高调阀的开大而增大,当3号、4号高调阀接近全开而其它两阀尚未开启时达到最大,这个力的最大值达196 N左右,因此高压转子上所受到的力除转子自身的重力外,还增加了由于部分进汽引起的横向力。

    转子在这一合力作用下,轴心位置发生偏移。通过对高压缸调节级进行详细的热力计算分析后得知,这一偏移使1号、2号轴承侧隙发生了很大变化。如图3所示,进油油楔面积大大减小,轴承供油量不足,导致机组1号、2号瓦瓦温升高,同时由于轴承左右的支撑刚度相对于上下要小得多,致使轴承振动大幅增加,这是原设计方案影响机组安全运行的主要原因。另外,随着机组容量的增大,配汽剩余汽流力产生的倾覆力矩使得推力瓦的各个瓦块受力不均匀程度突显起来,从而导致受力大的瓦块进油油楔面积减小,个别推力瓦块的温度也会升高。
要从根本上消除对机组安全性的影响,最大限度地提高机组经济性,应该寻求新的配汽方案,以消除或降低调节级部分进汽时引起的附加汽流力。

 

注:本文摘选自:汽轮机阀门管理的优化及实现,作者:田 雷 《广西电力》 2008年第2期

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2020年7月15日 07:54
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