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国华北京热电厂高压进汽调节门卡涩事故分析

国华北京热电厂高压进汽调节门卡涩事故分析

2011/5/14 16:32:00

                                  0 前言
                                 
                              国华北京热电分公司共装有两台机组,1、2号机组同为ABBDKEH21ND31型凝汽抽汽式机组。额定功率为199750kW。主截止阀进口汽压为88.3bar,汽温为535℃。冷却水进口温度为20℃。汽轮机由双缸组成,双排汽口,末级叶片长789mm,排汽直接排入表面式凝汽器。
                                 
                              1号机组1999年12月投产。小修周期为一年,自投产至2004年10月共实施小修5次。2004年7月21日,机组在升负荷过程中,DCS自动下达开大高调门的指令,信号反馈为3号高调门没有动作,系统启动自保护命令跳机。解体发现3号高调门卡涩,更换新的门芯和活塞环,闭锁件及扩散器未更换。
                                  1 高压进汽调节门介绍
                                 
                              高压进汽调节门(下称高调门)位于主汽门和高压缸之间,用来控制进入高压缸的蒸汽流量,从而满足在不同的负荷下的额定转速。高调门的执行机构根据控制信号,改变高调门的活塞阀芯的位置,从而达到控制转子转速的目的。在紧急情况下,高调门同主汽截止门一起动作,关闭主汽进入汽缸的通道。
                                 
                              单台机组共装有4个高压进汽调节门。在机组正常运行状态下,1号高调门为常闭状态,2号高调门为全开状态,3、4号高调门处于动作状态。即正常负荷下,由3、4号高调门控制进汽量,从而控制机组转子的转速,而1、2号门则只在特殊负荷下动作。
                                 
                              调门主要部件为:闭锁件(阀室)、阀芯、扩散器(阀座)、密封装置、滤网等。阀芯改变其位置,从而改变阀芯与扩散器之间的蒸汽通流面积,控制进汽的流量。活塞阀芯上有两道沟槽,用来放置弹性的活塞密封环。这两个弹性活塞环用来密封阀芯和闭锁件内壁之间的微量间隙。
                                  2 ALSTOM(ABB)对高调门的修正设计
                                 
                              事故发生后,ALSTOM设计人员重新进行了设计,取消了两个活塞环,并做了一些新的修改以保证取消活塞环后的严密性。新设计在活塞阀芯的外壁上增加了6道沟槽,与原来的两道活塞环槽共同充当减压槽。同时,活塞阀芯的外径适当增大,闭锁件内壁和阀芯之间的间隙缩小。阀芯头部的尺寸也加长了。根据ALSTOM设计人员的计算和试验,缩小了的间隙以及7道减压槽共同作用可以保证高调门的严密性,能达到对漏汽量的要求。由于保留了原来的活塞环槽,活塞环仍可以安装。变长的阀芯头部使阀芯的导向部分变长,增加了阀芯在开关动作时的稳定性。新旧设计的具体对比如图2。

                                 


                              从图1可以看出新门芯比旧门芯多出了6道沟槽。新门芯头部长度比旧门芯长度有所增加,新门芯的外径比旧门芯外径有增加。具体数值见表1。
                                  3 事故原因分析
                                  3.1 情况说明
                                  小修时发现的情况见表2。

                                  3.2 关于D值
                                 
                              C值为阀杆/油动机顶杆连接套中压缩弹簧的预紧量。D值是从C值换算出的油动机顶杆伸出结合面的长度。见图3。

                                  则4个门理论D值分别为:
                                  1号门:D=A-B+C=15mm
                                  2号门:D=A-B+C=15mm
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