抽汽調節閥汽流激振原因分析及對策

2013-11-20 來敏華 杭州汽輪機股份有限公司

  高溫高壓汽輪發電機組,由于一抽抽汽疏水管大量積水,當一抽調節閥開度為33%時,一抽抽汽壓力到達42.5MPa投入管網,蒸汽與一抽管道積水冷熱交換,一抽管道部分積水蒸發急劇膨脹,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生劇烈激振,一抽調節閥閥桿連接的2個關節軸承拉長損壞。增加一個一抽疏水口管道,一抽抽汽投入后沒有出現一抽調閥劇烈波動,但是一抽調閥閥座垂直振動烈度數值嚴重超標。通過頻譜分析得出:一抽調節閥閥座垂直測點振動烈度主要有73Hz頻率分量,當一抽蝶關小時,一抽閥蝶受到蒸汽汽流渦動沖擊,蒸汽對閥蝶產生強狄汽流激振。針對以上情況,對大流量一抽調節閥座結構形式進行比較分析探討,最后采用一抽鐘革閥結構形式,一抽調節閥汽流激振問題得到了圓滿解決。

  投一抽抽汽時發生汽流劇烈波動雙抽冷凝高溫高壓汽輪發電機組,額定轉速3000:/min,額定功率500O0kW,進汽壓力10.02MPa,進汽溫度530oC。當功率為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:抽汽速關閥開度50%,抽汽隔離閥開度為100%,待一抽抽汽壓力為管網壓力相等或略高管網壓力,一抽抽汽投人管網時,抽汽速關閥逐步開大,同時調整汽輪機主調門,調整一抽抽汽調節閥,保持一抽抽汽管網壓力穩定、抽汽量平穩調節。總之,投一抽抽汽要求壓力流量平穩過渡,逐步微量穩定調節。而實際情況是:當一抽抽汽調節閥關小至33%左右時,一抽抽汽壓力已經達管網壓力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,引起汽流強烈激振,蒸汽汽流振動頻率相當高,導致了右側一抽抽汽調節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,連續二次把右側一抽調節閥彈簧座螺桿上面的雙螺母在幾秒鐘內旋轉向上退出,螺母退出的位移大約60mm。為了防止一抽抽汽調節閥的彈簧座螺母振松向上旋轉問題,要求用戶立即停機,一抽調節閥汽流劇烈振動持續2min左右,一抽抽汽退出汽輪機立即停機。此時調節閥殼垂直瞬間振動烈度數值一時無法測到,可以肯定一抽調節閥蝶閥座發生了劇烈汽流激振,振動烈度數值非常大,據查在此以前功率3500kw左右,二抽抽汽投入后,當一抽抽汽投人時,也發生了一抽抽汽調節閥閥座彈簧壓緊螺桿仁的雙螺母振松瞬時旋轉退出現象。在汽輪發電機組運行中,把螺桿上的螺栓擰緊2次。抽汽調竹閥閥桿上連接的萬向關節軸承己經超過承受拉力極限,關節軸承拉長Zmm左右變成橢圓形(見圖!)。為此對一抽抽汽調節閥汽流激振現象進行深人分析,其判斷蒸汽汽流對一抽抽汽調節閥閥蝶沖擊力的大小(見圖2)。

抽汽調閥連接關節軸承

圖1 抽汽調閥連接關節軸承

一抽調閥開度33%時調閥大幅度上下擺動

圖2 一抽調閥開度33%時調閥大幅度上下擺動

  雙抽汽輪發電機機組,一抽管道內存在大量積水,進人管道蒸汽與積水冷熱交換汽流急劇膨脹形成汽流漩渦,一抽抽汽調節閥汽流劇烈激振,造成一抽調節閥閥桿關節軸承拉長損壞。一抽閥蝶受力而積太大,蒸汽汽流導向流速不穩,一抽調節閥開度為3%左右時,一抽抽汽調閥閥座振動烈度數值嚴重超標,通過對大流量一抽結構分析比較研究,最終采用了新的一抽抽汽鐘罩閥結構,大大減少一抽閥罩(閥蝶)受力面積,蒸汽汽流導向結構合理,使得一抽抽汽調節閥閥座垂直振動烈度數值大為減少,達到小于7.lm而S設計技術要求,保證一抽抽汽調節閥平穩調節、汽輪發電機組長期正常、可靠、安全運行。