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國華北京熱電廠高壓進汽調節門卡澀事故分析

國華北京熱電廠高壓進汽調節門卡澀事故分析

2011/5/14 16:32:00

                                  0 前言
                                 
                              國華北京熱電分公司共裝有兩臺機組,1、2號機組同為ABBDKEH21ND31型凝汽抽汽式機組。額定功率為199750kW。主截止閥進口汽壓為88.3bar,汽溫為535℃。冷卻水進口溫度為20℃。汽輪機由雙缸組成,雙排汽口,末級葉片長789mm,排汽直接排入表面式凝汽器。
                                 
                              1號機組1999年12月投產。小修周期為一年,自投產至2004年10月共實施小修5次。2004年7月21日,機組在升負荷過程中,DCS自動下達開大高調門的指令,信號反饋為3號高調門沒有動作,系統啟動自保護命令跳機。解體發現3號高調門卡澀,更換新的門芯和活塞環,閉鎖件及擴散器未更換。
                                  1 高壓進汽調節門介紹
                                 
                              高壓進汽調節門(下稱高調門)位于主汽門和高壓缸之間,用來控制進入高壓缸的蒸汽流量,從而滿足在不同的負荷下的額定轉速。高調門的執行機構根據控制信號,改變高調門的活塞閥芯的位置,從而達到控制轉子轉速的目的。在緊急情況下,高調門同主汽截止門一起動作,關閉主汽進入汽缸的通道。
                                 
                              單臺機組共裝有4個高壓進汽調節門。在機組正常運行狀態下,1號高調門為常閉狀態,2號高調門為全開狀態,3、4號高調門處于動作狀態。即正常負荷下,由3、4號高調門控制進汽量,從而控制機組轉子的轉速,而1、2號門則只在特殊負荷下動作。
                                 
                              調門主要部件為:閉鎖件(閥室)、閥芯、擴散器(閥座)、密封裝置、濾網等。閥芯改變其位置,從而改變閥芯與擴散器之間的蒸汽通流面積,控制進汽的流量。活塞閥芯上有兩道溝槽,用來放置彈性的活塞密封環。這兩個彈性活塞環用來密封閥芯和閉鎖件內壁之間的微量間隙。
                                  2 ALSTOM(ABB)對高調門的修正設計
                                 
                              事故發生后,ALSTOM設計人員重新進行了設計,取消了兩個活塞環,并做了一些新的修改以保證取消活塞環后的嚴密性。新設計在活塞閥芯的外壁上增加了6道溝槽,與原來的兩道活塞環槽共同充當減壓槽。同時,活塞閥芯的外徑適當增大,閉鎖件內壁和閥芯之間的間隙縮小。閥芯頭部的尺寸也加長了。根據ALSTOM設計人員的計算和試驗,縮小了的間隙以及7道減壓槽共同作用可以保證高調門的嚴密性,能達到對漏汽量的要求。由于保留了原來的活塞環槽,活塞環仍可以安裝。變長的閥芯頭部使閥芯的導向部分變長,增加了閥芯在開關動作時的穩定性。新舊設計的具體對比如圖2。

                                 


                              從圖1可以看出新門芯比舊門芯多出了6道溝槽。新門芯頭部長度比舊門芯長度有所增加,新門芯的外徑比舊門芯外徑有增加。具體數值見表1。
                                  3 事故原因分析
                                  3.1 情況說明
                                  小修時發現的情況見表2。

                                  3.2 關于D值
                                 
                              C值為閥桿/油動機頂桿連接套中壓縮彈簧的預緊量。D值是從C值換算出的油動機頂桿伸出結合面的長度。見圖3。

                                  則4個門理論D值分別為:
                                  1號門:D=A-B+C=15mm
                                  2號門:D=A-B+C=15mm
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