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關(guān)于智能渦街流量計(jì)卡澀問題分析及處理措施

點(diǎn)擊次數(shù):2774 發(fā)布時間:2021-01-06 11:44:22
摘要:某發(fā)電廠1號機(jī)運(yùn)行期間,智能渦街流量計(jì)CV2活動試驗(yàn)出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。通過分析智能渦街流量計(jì)卡澀的原因,結(jié)合該廠現(xiàn)場的實(shí)際情況,列出了對智能渦街流量計(jì)卡澀現(xiàn)象處理過程及采取的相應(yīng)防范措施,徹底解決了智能渦街流量計(jì)的卡澀問題。
汽輪機(jī)智能渦街流量計(jì)卡澀是火力發(fā)電廠常見的故障之一,其危害極大。正常運(yùn)行時汽輪機(jī)負(fù)荷調(diào)均靠智能渦街流量計(jì)來控制,且目前國內(nèi)較多數(shù)大功率機(jī)組不得不進(jìn)行快速深度變負(fù)荷運(yùn)行來緩解電網(wǎng)的調(diào)峰壓力。啟機(jī)過程中,智能渦街流量計(jì)的卡澀會造成汽輪機(jī)變速不穩(wěn),若遇上機(jī)組發(fā)生故障時或甩負(fù)荷時,智能渦街流量計(jì)出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象嚴(yán)重的將發(fā)生飛車的重大事故。
某發(fā)電廠汽輪機(jī)采用東方汽輪機(jī)廠優(yōu)化型1000MW單軸、沖動式、四缸四排汽、一次中間再熱凝汽式汽輪機(jī),型號:N1000-26.25/600/600。汽輪機(jī)配有2個高壓主汽閥、2個智能渦街流量計(jì)及2個中壓聯(lián)合汽閥。高壓主汽閥和智能渦街流量計(jì)焊接在一起,懸吊在機(jī)頭前的運(yùn)行層下。
1智能渦街流量計(jì)卡澀現(xiàn)象判斷
2016年06月13日09時52分,1號機(jī)組高調(diào)閥活動試驗(yàn),負(fù)荷817MW,進(jìn)汽壓力20.67MPa,進(jìn)汽溫度578℃,高調(diào)閥CV2指令41%,反饋63%不變,09時55分調(diào)門關(guān)閉至41%,后續(xù)指令正常;22時09分負(fù)荷830MW,進(jìn)汽壓力22.09MPa,進(jìn)汽溫度586℃,高調(diào)閥CV2指令36%,反饋46%不變,22時12分高調(diào)閥CV2指令33%后反饋恢復(fù)正常。
2016年06月14日16時36分,1號機(jī)組高調(diào)閥進(jìn)行活動試驗(yàn),負(fù)荷970MW,進(jìn)汽壓力24.60MPa,進(jìn)汽溫度574℃,高調(diào)閥CV2指令85%,反饋92%不變,16時53分高調(diào)閥CV2反饋緩慢關(guān)至85%后快速關(guān)回至24%,主汽壓力*高被憋至28.5MPa,爐側(cè)28.8MPa,PCV閥動作,16∶57分關(guān)閉PCV閥后逐漸恢復(fù),見圖1。

從圖1的DCS畫面上可以看出,智能渦街流量計(jì)指令曲線與智能渦街流量計(jì)反饋曲線不同步,發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象后,運(yùn)行人員立即前往就地檢查,智能渦街流量計(jì)反饋桿未出現(xiàn)脫落、斷裂等擾亂判斷的因素,經(jīng)過多次反復(fù)活動試驗(yàn),*終得出結(jié)論1號機(jī)智能渦街流量計(jì)CV2出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。
2智能渦街流量計(jì)卡澀問題分析
智能渦街流量計(jì)卡澀問題有多方面原因造成,為找出智能渦街流量計(jì)卡澀的根本原因,該電廠從液控系統(tǒng)、蒸汽品質(zhì)、外界影響因素及閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面逐項(xiàng)進(jìn)行分析。
1)智能渦街流量計(jì)控制系統(tǒng)
智能渦街流量計(jì)的開啟、關(guān)閉主要依靠DEH油系統(tǒng)的油壓實(shí)現(xiàn)。智能渦街流量計(jì)開啟時,通過油動機(jī)注入壓力油頂起執(zhí)行機(jī)構(gòu),執(zhí)行機(jī)構(gòu)向上運(yùn)動,從而帶動智能渦街流量計(jì)的閥桿和閥碟向上動作,智能渦街流量計(jì)完成開啟動作。智能渦街流量計(jì)在開啟的同時,執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動操縱座彈簧運(yùn)動壓縮彈簧,將一部分動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能儲存起來。智能渦街流量計(jì)關(guān)閉時,先通過DEH系統(tǒng)發(fā)出指令,泄掉油動機(jī)活塞腔室的壓力油,操縱座彈簧的彈性勢能釋放,驅(qū)動智能渦街流量計(jì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動,從而帶動智能渦街流量計(jì)的閥桿和閥碟向下運(yùn)動,智能渦街流量計(jì)完成關(guān)閉動作。若DEH系統(tǒng)油質(zhì)不合格,導(dǎo)致油動機(jī)伺服閥堵塞,在閥門關(guān)閉過程中不能正常泄油,則會影響智能渦街流量計(jì)的正常關(guān)閉動作。通過對DEH油系統(tǒng)的取樣、化驗(yàn)得出結(jié)論:該廠DEH油質(zhì)NAS5級,大于50μm粒徑的顆粒沒有,滿足DL/T571-2014標(biāo)準(zhǔn)要求,DEH油內(nèi)含水值48ppmm,符合要求。由此可以判斷DEH油質(zhì)未對智能渦街流量計(jì)控制元件造成堵塞、銹蝕等影響。
2)蒸汽品質(zhì)分析
蒸汽品質(zhì)是指蒸汽的潔凈程度,通常用單位質(zhì)量蒸汽中所含雜質(zhì)的總量來表示,若飽和蒸汽中含有鹽分、雜質(zhì)較多,會引起汽輪機(jī)側(cè)蒸汽管道、閥門、汽輪機(jī)通流部分的雜質(zhì)沉淀,若鹽分在閥門處沉積,直接會影響閥門的嚴(yán)密性及動作的靈活性。通過汽水監(jiān)督的取樣、化驗(yàn)得出結(jié)論:該廠的汽水品質(zhì)均合格,可以排除蒸汽品質(zhì)不良引起的積鹽、積垢現(xiàn)象導(dǎo)致智能渦街流量計(jì)卡澀。
3)外界因素及閥門內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析智能渦街流量計(jì)周邊溫度大幅度變化,導(dǎo)致閥體溫度急劇變化產(chǎn)生動靜部位膨脹不均勻,會造成閥門卡澀現(xiàn)象。現(xiàn)場檢查閥體周圍保溫未出現(xiàn)脫開、裂紋、脫落等現(xiàn)象,查閱DCS閥門溫度監(jiān)控曲線,基本無異常波動,可以排除外界因素導(dǎo)致的閥門卡澀現(xiàn)象。
為了進(jìn)一步找出智能渦街流量計(jì)卡澀的原因,該廠于2016年09月26日對1號機(jī)組打閘停機(jī),針對智能渦街流量計(jì)卡澀現(xiàn)象進(jìn)行了一系列的檢修作業(yè)工作。
3智能渦街流量計(jì)檢修情況
針對智能渦街流量計(jì)卡澀現(xiàn)象,在本次檢修中重點(diǎn)對易產(chǎn)生氧化皮的閥桿、閥芯進(jìn)行了全面排查,智能渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)見圖2。

由圖2可以看出,易產(chǎn)生卡澀現(xiàn)象的部位位于閥桿與閥套之間(D2)、閥芯與閥套之間(D1),且在閥桿與閥套之間(D2)處鑲嵌有一層司太立合金材質(zhì)襯套,該襯套通過過盈配合與閥套鑲嵌組合在一起。檢修中測量了D1、D2處間隙,如表1。

1)由上表可以看出,閥芯與閥套間隙(D1)、閥桿與閥套間隙(D2)明顯小于標(biāo)準(zhǔn)值,導(dǎo)致運(yùn)行時出現(xiàn)局部卡澀現(xiàn)象。
2)檢查中發(fā)現(xiàn)閥芯、閥桿均存在局部偏磨現(xiàn)象,在閥芯表面發(fā)現(xiàn)大量氧化皮層,但是在閥桿表面未發(fā)現(xiàn)明顯的氧化皮層。
4智能渦街流量計(jì)卡澀情況分析
智能渦街流量計(jì)卡澀的根本原因在于閥體動靜部分配合間隙減小,閥桿、閥芯存在局部偏磨現(xiàn)象。
1)動靜部分間隙減小現(xiàn)象分析在閥芯表面產(chǎn)生了大量的氧化皮層,是導(dǎo)致閥芯配合間隙減小的根本原因。在閥桿部位未發(fā)現(xiàn)明顯的氧化皮層,為了解其動靜間隙減小的原因,東方汽輪機(jī)廠將智能渦街流量計(jì)芯組件整體拉回廠進(jìn)行檢查處理。
智能渦街流量計(jì)閥套材質(zhì)為:2Cr12NiMo1W1V,其淬火溫度:980~1040℃,油回火溫度:650~750℃;內(nèi)襯套材質(zhì)為司太立合金,其金屬性質(zhì)與2Cr12NiMo1W1V性質(zhì)完全不同,通過理論分析及工程實(shí)例證明司太立合金能夠更好地防止高溫氧化現(xiàn)象發(fā)生。
通過智能渦街流量計(jì)結(jié)構(gòu)可以看出,在閥套與司太立合金內(nèi)襯套組合形式上采用的是鑲嵌形式,實(shí)際運(yùn)用過程中,該組合件長期處在高溫、高壓環(huán)境下,兩種材質(zhì)的應(yīng)力釋放能力不相同,長時間的應(yīng)力釋放及相互作用導(dǎo)致司太立合金襯套內(nèi)徑變小,*終造成閥桿與閥套配合間隙(D2)減小。
2)閥門部件偏磨現(xiàn)象分析智能渦街流量計(jì)動態(tài)部分(閥桿、閥芯)與靜態(tài)部分(閥套)配合在自由狀態(tài)下不存在碰磨現(xiàn)象,閥桿通過導(dǎo)向十字套與操縱座連接在一起,在安裝過程中,閥桿與操縱座的對中性不易保證,從而導(dǎo)致閥桿在運(yùn)行過程中橫向受力,出現(xiàn)偏磨現(xiàn)象。
5處理方案和效果
1)為了消除司太立合金襯套滑出和內(nèi)徑減小的可能,東汽廠家將原襯套鑲嵌形式更換成了噴涂形式,即在襯套內(nèi)表面通過噴涂堆焊一層厚度約0.5mm的司太立合金來達(dá)到防止高溫氧化的作用。
2)閥芯表面存在大量氧化皮,通過打磨加工將氧化皮全部清理干凈后,在閥芯表面堆焊一層厚度約0.5mm的司太立合金來達(dá)到防止高溫氧化的作用。
3)將原閥桿、閥芯的外徑尺寸減小,使閥芯與閥套配合間隙(D1)、閥桿與閥套配合間隙(D2)增大,減小其卡澀的可能性,具體數(shù)據(jù)如表2。

4)優(yōu)化閥桿與閥座的對中性,由于原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),閥桿與閥座的對中性不易保證,此次加工新導(dǎo)向十字套減小了套環(huán)與閥桿的配合間隙,同時增加套環(huán)與操縱座套筒的配合,優(yōu)化后的導(dǎo)向十字套結(jié)構(gòu)自身能夠保證閥桿的定位及對中,如圖3。

2016年11月02日,1號機(jī)組啟機(jī)運(yùn)行,高調(diào)閥CV2活動性試驗(yàn)合格,任何行程開關(guān)自如無卡澀,機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行后,高調(diào)閥CV2各項(xiàng)性能試驗(yàn)均合格,該廠高調(diào)閥卡澀現(xiàn)象得到了徹底的解決。
6結(jié)束語
智能渦街流量計(jì)卡澀在火力發(fā)電廠中是汽輪機(jī)常見的問題之一,造成智能渦街流量計(jì)卡澀的原因有很多,一般在機(jī)組啟停過程中容易出現(xiàn),嚴(yán)重影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。所以及時對比分析,查找原因并采取措施減少智能渦街流量計(jì)卡澀情況對機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行是至關(guān)重要的。希望本文對解決電廠智能渦街流量計(jì)卡澀情況能夠起到一定的借鑒作用。

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