抽汽調(diào)節(jié)閥汽流激振原因分析及對策

2013-11-20 來敏華 杭州汽輪機(jī)股份有限公司

  高溫高壓汽輪發(fā)電機(jī)組,由于一抽抽汽疏水管大量積水,當(dāng)一抽調(diào)節(jié)閥開度為33%時,一抽抽汽壓力到達(dá)42.5MPa投入管網(wǎng),蒸汽與一抽管道積水冷熱交換,一抽管道部分積水蒸發(fā)急劇膨脹,快速形成冷熱交換蒸汽汽流漩渦,一抽管道逆止門來回波動,閥蝶受蒸汽汽流渦動產(chǎn)生劇烈激振,一抽調(diào)節(jié)閥閥桿連接的2個關(guān)節(jié)軸承拉長損壞。增加一個一抽疏水口管道,一抽抽汽投入后沒有出現(xiàn)一抽調(diào)閥劇烈波動,但是一抽調(diào)閥閥座垂直振動烈度數(shù)值嚴(yán)重超標(biāo)。通過頻譜分析得出:一抽調(diào)節(jié)閥閥座垂直測點(diǎn)振動烈度主要有73Hz頻率分量,當(dāng)一抽蝶關(guān)小時,一抽閥蝶受到蒸汽汽流渦動沖擊,蒸汽對閥蝶產(chǎn)生強(qiáng)狄汽流激振。針對以上情況,對大流量一抽調(diào)節(jié)閥座結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行比較分析探討,最后采用一抽鐘革閥結(jié)構(gòu)形式,一抽調(diào)節(jié)閥汽流激振問題得到了圓滿解決。

  投一抽抽汽時發(fā)生汽流劇烈波動雙抽冷凝高溫高壓汽輪發(fā)電機(jī)組,額定轉(zhuǎn)速3000:/min,額定功率500O0kW,進(jìn)汽壓力10.02MPa,進(jìn)汽溫度530oC。當(dāng)功率為35000kw時,二抽抽汽已投入,抽汽量為1巧比左右。投一抽抽汽方式:抽汽速關(guān)閥開度50%,抽汽隔離閥開度為100%,待一抽抽汽壓力為管網(wǎng)壓力相等或略高管網(wǎng)壓力,一抽抽汽投人管網(wǎng)時,抽汽速關(guān)閥逐步開大,同時調(diào)整汽輪機(jī)主調(diào)門,調(diào)整一抽抽汽調(diào)節(jié)閥,保持一抽抽汽管網(wǎng)壓力穩(wěn)定、抽汽量平穩(wěn)調(diào)節(jié)。總之,投一抽抽汽要求壓力流量平穩(wěn)過渡,逐步微量穩(wěn)定調(diào)節(jié)。而實(shí)際情況是:當(dāng)一抽抽汽調(diào)節(jié)閥關(guān)小至33%左右時,一抽抽汽壓力已經(jīng)達(dá)管網(wǎng)壓力4.25MPa左右,抽汽管道逆止門來回波動,同時抽汽量也在O一8t/h范圍內(nèi)波動,一抽閥蝶與閥座蒸汽通流口形成汽流渦動,一抽抽汽口汽流劇烈波動,引起汽流強(qiáng)烈激振,蒸汽汽流振動頻率相當(dāng)高,導(dǎo)致了右側(cè)一抽抽汽調(diào)節(jié)閥彈簧座螺桿上面擰緊的雙螺母從長螺桿上迅速向上旋出,連續(xù)二次把右側(cè)一抽調(diào)節(jié)閥彈簧座螺桿上面的雙螺母在幾秒鐘內(nèi)旋轉(zhuǎn)向上退出,螺母退出的位移大約60mm。為了防止一抽抽汽調(diào)節(jié)閥的彈簧座螺母振松向上旋轉(zhuǎn)問題,要求用戶立即停機(jī),一抽調(diào)節(jié)閥汽流劇烈振動持續(xù)2min左右,一抽抽汽退出汽輪機(jī)立即停機(jī)。此時調(diào)節(jié)閥殼垂直瞬間振動烈度數(shù)值一時無法測到,可以肯定一抽調(diào)節(jié)閥蝶閥座發(fā)生了劇烈汽流激振,振動烈度數(shù)值非常大,據(jù)查在此以前功率3500kw左右,二抽抽汽投入后,當(dāng)一抽抽汽投人時,也發(fā)生了一抽抽汽調(diào)節(jié)閥閥座彈簧壓緊螺桿仁的雙螺母振松瞬時旋轉(zhuǎn)退出現(xiàn)象。在汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行中,把螺桿上的螺栓擰緊2次。抽汽調(diào)竹閥閥桿上連接的萬向關(guān)節(jié)軸承己經(jīng)超過承受拉力極限,關(guān)節(jié)軸承拉長Zmm左右變成橢圓形(見圖!)。為此對一抽抽汽調(diào)節(jié)閥汽流激振現(xiàn)象進(jìn)行深人分析,其判斷蒸汽汽流對一抽抽汽調(diào)節(jié)閥閥蝶沖擊力的大小(見圖2)。

抽汽調(diào)閥連接關(guān)節(jié)軸承

圖1 抽汽調(diào)閥連接關(guān)節(jié)軸承

一抽調(diào)閥開度33%時調(diào)閥大幅度上下擺動

圖2 一抽調(diào)閥開度33%時調(diào)閥大幅度上下擺動

  雙抽汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組,一抽管道內(nèi)存在大量積水,進(jìn)人管道蒸汽與積水冷熱交換汽流急劇膨脹形成汽流漩渦,一抽抽汽調(diào)節(jié)閥汽流劇烈激振,造成一抽調(diào)節(jié)閥閥桿關(guān)節(jié)軸承拉長損壞。一抽閥蝶受力而積太大,蒸汽汽流導(dǎo)向流速不穩(wěn),一抽調(diào)節(jié)閥開度為3%左右時,一抽抽汽調(diào)閥閥座振動烈度數(shù)值嚴(yán)重超標(biāo),通過對大流量一抽結(jié)構(gòu)分析比較研究,最終采用了新的一抽抽汽鐘罩閥結(jié)構(gòu),大大減少一抽閥罩(閥蝶)受力面積,蒸汽汽流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)合理,使得一抽抽汽調(diào)節(jié)閥閥座垂直振動烈度數(shù)值大為減少,達(dá)到小于7.lm而S設(shè)計(jì)技術(shù)要求,保證一抽抽汽調(diào)節(jié)閥平穩(wěn)調(diào)節(jié)、汽輪發(fā)電機(jī)組長期正常、可靠、安全運(yùn)行。