淺談某電廠600MW汽輪機(jī)高調(diào)門振動(dòng)的原因及應(yīng)對(duì)措施

1、    淺談某電廠600mw汽輪機(jī)高調(diào)門振動(dòng)的原因及應(yīng)對(duì)措施    黎宜克摘要：根據(jù)某電廠1號(hào)機(jī)高壓調(diào)門振動(dòng)的問題，文章分析了導(dǎo)致振動(dòng)的原因，并就這些問題提出了相對(duì)應(yīng)的處理辦法。本文還闡述了由于振動(dòng)導(dǎo)致的螺栓斷裂問題，并提出解決方法，供大家參考。關(guān)鍵詞：600mw汽輪機(jī)；高壓調(diào)門；振動(dòng)問題；應(yīng)對(duì)措施abstract:according to some plant no. 1 high-pressure regulating-valve vibration problems, this paper analyzes the vibration caused

2、 by reasons of these problems, and puts forward corresponding treatment measures. this paper also expounds the bolt fracture caused by vibration problems, and propose solutions, for your reference.key words:600mw steam turbine；high pressure valve；vibration problem；measures of中圖分類號(hào)：u665.12  

3、; 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：2095-2104（2012）前言：某電廠一期工程2×600mw燃煤機(jī)組配置的汽輪機(jī)是上海汽輪機(jī)有限公司引進(jìn)美國(guó)西屋公司技術(shù)生產(chǎn)的亞臨界、一次中間再熱、四缸四排氣，單軸、凝汽式，n60016.7/537/537型汽輪機(jī)。在該汽輪機(jī)的兩側(cè)有兩個(gè)固定支承的高壓主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥，每個(gè)聯(lián)合閥包含一個(gè)主汽門和兩個(gè)調(diào)門。盡管該機(jī)擁有很多優(yōu)秀的性能，但它的高調(diào)門振動(dòng)，卻一直是一個(gè)嚴(yán)重威脅電廠安全穩(wěn)定運(yùn)行的問題。從2005年12月投產(chǎn)到2006年3月，這短短的四個(gè)月中，由于高調(diào)的振動(dòng)，相繼導(dǎo)致1、2號(hào)軸承振動(dòng)增大、負(fù)荷波動(dòng)，調(diào)門定位銷斷裂，閥桿脫落、油

4、動(dòng)機(jī)連接座的螺釘斷裂等事故出現(xiàn)，嚴(yán)重地甚至拉裂調(diào)門油動(dòng)機(jī)opc油管焊口，造成焊口呲油，差點(diǎn)導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)。為此，分析高調(diào)門振動(dòng)原因和處理好這個(gè)缺陷就成為當(dāng)時(shí)該電廠的工作重點(diǎn)。為了行文敘述地方便，特規(guī)定從機(jī)頭向發(fā)電機(jī)方向看，左側(cè)是1號(hào)主汽門和1、3號(hào)調(diào)門，右側(cè)則是2號(hào)主汽門和2、4號(hào)調(diào)門。一、高調(diào)門振動(dòng)的原因在高調(diào)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(jìn)行了更換gv2調(diào)節(jié)汽閥伺服閥；降gv2調(diào)節(jié)汽閥閥位輸出指令強(qiáng)制為60%；更換eh系統(tǒng)油泵進(jìn)出口濾網(wǎng)；更換eh系統(tǒng)濾芯；提高eh系統(tǒng)油質(zhì)清潔度，達(dá)到moog-0級(jí)（標(biāo)準(zhǔn)為2級(jí)）檢查gv2調(diào)節(jié)汽閥vcc卡；更換gv1、gv2調(diào)節(jié)汽

5、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(shí)間的推移，調(diào)節(jié)汽閥的振動(dòng)問題依然嚴(yán)重。最后決定把四個(gè)閥門的閥桿與連接桿進(jìn)行焊接，確保機(jī)組發(fā)電。此后，高壓調(diào)節(jié)汽閥振動(dòng)大有改善，運(yùn)行逐趨平穩(wěn)。從現(xiàn)象看，閥桿與連接桿焊接后，可以改善調(diào)節(jié)汽閥的運(yùn)行狀態(tài)。那就說明，調(diào)節(jié)汽閥圖1 高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿、連接桿結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖外部因素的影響暫時(shí)可以不考慮，閥門內(nèi)部汽流擾動(dòng)的影響也可以暫時(shí)排除。主要的影響因素是閥門內(nèi)部機(jī)械部件的問題。查閱了有關(guān)高壓調(diào)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(gè)技術(shù)要求不到位的話

6、，就會(huì)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(diào)節(jié)汽閥關(guān)閉時(shí)，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(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)汽閥的快速關(guān)閉。(見圖1和表1)表1彈簧沖擊力二種傳遞過程比較從表1可知，當(dāng)間隙b0時(shí)，銷子擔(dān)當(dāng)了傳遞彈簧沖擊力的任務(wù)。按表2閥門全開狀態(tài)的（靜止?fàn)顟B(tài)）彈簧力，經(jīng)計(jì)算20定位銷的剪切應(yīng)力達(dá)17443n/cm2（）。 閥門關(guān)閉時(shí)的彈簧沖擊力，與靜止?fàn)顟B(tài)彈簧力相比，要大數(shù)倍。這樣，銷子的剪切應(yīng)力成倍增加。可想而知，在這種情況下，銷子是無法承受的，結(jié)果是銷子斷裂。表2高壓調(diào)節(jié)汽閥彈簧力4月初開始的#1機(jī)臨修，拆下三根調(diào)節(jié)汽閥閥桿檢查閥桿與連接桿配合的螺紋完好。也

7、就是說，頂部螺紋與連接桿的配合是松動(dòng)的，沒有達(dá)到圖紙要求（#2閥桿拆卸時(shí)，把閥桿割斷了，只能檢查三根閥桿）。綜上所述，#1機(jī)高壓調(diào)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(dǎo)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(dòng)。而這些原因振動(dòng)擴(kuò)大，并且越來越厲害。二、高調(diào)門振動(dòng)的處理因此，只要嚴(yán)格按照?qǐng)D紙技術(shù)要求進(jìn)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(dòng)，同時(shí)可以基本解決閥門的油動(dòng)機(jī)結(jié)合面螺釘斷裂問題。高壓調(diào)節(jié)汽閥是汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)運(yùn)行的重要部套，承受著高壓高溫蒸汽的考驗(yàn)，工作條件最惡劣的。一旦出現(xiàn)問

8、題，少則影響機(jī)組功率，嚴(yán)重則影響機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，應(yīng)特別重視調(diào)節(jié)汽閥的設(shè)計(jì)、加工和裝配等工作。三、高調(diào)門螺釘斷裂的原因與處理3.1、調(diào)節(jié)汽閥螺釘斷裂情況該電廠1機(jī)組自從機(jī)組168小時(shí)試運(yùn)到現(xiàn)在，一直存在高調(diào)汽閥振動(dòng)大情況。因?yàn)檎{(diào)閥振動(dòng)大已經(jīng)造成1調(diào)門opc油管斷裂、#2高調(diào)閥桿與連接桿銷子斷裂,閥桿下降等。2006年3月3日，逢1號(hào)機(jī)組臨修之際，對(duì)#2高調(diào)閥彈簧座與彈簧架連接螺釘進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)12只螺釘斷裂8只。隨即擴(kuò)大檢查，結(jié)果#1調(diào)門螺釘斷裂3只、#3調(diào)門螺釘斷裂2只、4調(diào)門螺釘沒斷裂。3.2、調(diào)節(jié)汽閥內(nèi)六角螺釘斷裂分析1號(hào)機(jī)組有4個(gè)高調(diào)汽閥，每個(gè)調(diào)節(jié)汽閥彈簧座與彈簧架有12個(gè)連接用

9、的內(nèi)六角螺釘。在運(yùn)行中，有3個(gè)調(diào)節(jié)汽閥出現(xiàn)數(shù)量不等的螺釘斷裂，最多的為#2調(diào)節(jié)汽閥，共有8個(gè)螺釘斷裂。所有斷裂螺釘?shù)臄嗔盐恢梅浅Ｒ恢?，均在螺釘?shù)募绮浚鐖D。據(jù)了解，其使用溫度不超過200，在運(yùn)行中受到較大的振動(dòng)作用。圖2 內(nèi)六角螺釘斷裂示意圖螺釘?shù)脑O(shè)計(jì)材質(zhì)為42crmo，規(guī)格為m12×80。為分析螺釘?shù)臄嗔言?，我們?duì)#2調(diào)節(jié)汽閥中6個(gè)斷裂螺釘進(jìn)行了光譜分析。結(jié)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(shè)計(jì)資料很接近，可以排除材質(zhì)錯(cuò)用的可能。另外，由于螺釘斷裂是在1號(hào)機(jī)組臨修過程中被發(fā)現(xiàn)的，其斷口在運(yùn)行中已經(jīng)被研磨得很光滑，很難看出斷裂的起始形貌。但其斷裂位置非常一

10、致的特征，可作為判斷的一個(gè)基礎(chǔ)。一般地，螺釘?shù)谋∪醐h(huán)節(jié)應(yīng)在螺釘端部的螺紋處，但實(shí)際斷口均在螺釘?shù)募绮?。從螺釘?shù)膶?shí)際結(jié)構(gòu)尺寸上，我們發(fā)現(xiàn)兩方面的問題：（1）螺釘?shù)募绮渴桥_(tái)階式結(jié)構(gòu)，缺乏圓滑過渡；（2）螺釘?shù)膬?nèi)六角尺寸不合適，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(yīng)力集中。而外界的較大振動(dòng)則直接促進(jìn)了螺釘肩部的斷裂。3.3、解決方案主要是降低系統(tǒng)的振動(dòng)，避免其承受交變載荷的作用。改善螺釘?shù)谋∪醐h(huán)節(jié)。 把剛性螺釘變?yōu)槿嵝月葆?，可在螺釘?shù)募绮吭O(shè)計(jì)r過渡； 改變螺釘?shù)膬?nèi)六角尺寸，根據(jù)實(shí)際情況，降低h值較好。改變螺釘材質(zhì)，提高材料等級(jí)。如可用35crmo來代替42crmo，在不降低螺釘材料抗拉強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，降低材質(zhì)的含碳量，提高其塑性和韌性四、結(jié)束語：經(jīng)