判斷電站閘閥質(zhì)量有這么幾個標準:密封可靠性、動作響應(yīng)能力、強度、剛度及壽命等,將電站閘閥作為整個熱力設(shè)備系統(tǒng)中的基本單元考慮,又存在流固耦合振動和振動控制的要求。以下是電站閘閥應(yīng)用時常見的四大問題。
一、電站閘閥振動問題:閘閥開度變化、執(zhí)行機構(gòu)的動態(tài)性能不佳和閥體存在泄漏都是產(chǎn)生振動的原因,振動對閘閥本身傷害很小,但對整個機組影響很大,表現(xiàn)在產(chǎn)生低頻振蕩。機組的低頻振蕩分為兩種:一種是油膜振蕩,這是機組在升速或空載運行中,由支撐軸承的油膜產(chǎn)生的;另一種是蒸汽振蕩,它比油膜振蕩復(fù)雜,在蒸汽激振力作用下振動,常在機組帶負荷發(fā)生。閘閥開度變化和泄漏是產(chǎn)生蒸汽振蕩的重要原因。有資料表明,美國和德國都發(fā)生過蒸汽振蕩毀機事故,我國也發(fā)生過50mw和200mw汽輪機的毀機事故,由于當時缺少實時的數(shù)據(jù)記錄,所以故障原因不能確定,但懷疑與兩種低頻振蕩有關(guān)。由此可見,消除和減小蒸汽振蕩非常重要,這要依賴于對閘閥開度變化和對由泄漏所產(chǎn)生的激振力做系統(tǒng)的研究。通過合理的設(shè)計閘閥開閉行程,可以減小蒸汽振蕩的幾率。
二、電站閘閥控制問題:主汽閥和再熱汽閥的控制系統(tǒng)故障是汽輪機五大事故之一,主要表現(xiàn)在閘閥開度與設(shè)計不符,包括傳動機構(gòu)失靈、行程超前、滯后,這些影響到閘閥的強度和振動。閘閥的開度控制直接影響到汽機的工作狀況,因此受到高度重視,已成為研究的核心問題之一。近年來,在研究閘閥的可靠性方面,智能型閘閥是研究的主攻方向,智能型閘閥具有自行判斷工況,并實時地進行自我調(diào)節(jié)的功能。智能型閘閥中的關(guān)鍵部件是數(shù)字定位器,數(shù)字定位器用微處理器使閘閥的執(zhí)行器準確定位,監(jiān)視和記錄閘閥的有關(guān)數(shù)據(jù)。
三、電站閘閥強度問題:機組的頻繁啟動對閘閥強度及閘閥使用壽命的影響尤為突出,特別是用調(diào)節(jié)閥調(diào)速的汽輪機,以往研究的重點放在閘閥的控制問題上,現(xiàn)在看來強度問題也不容忽視。不應(yīng)把全部的注意力都集中在控制問題上,應(yīng)注意加強對閘閥強度、壽命、密封性的研究,因為它們是閘閥工作基本的條件。
A.由于機組的頻繁啟動,原來的主汽閥有可能不能滿足新的運行要求。因為一般的主蒸汽閘閥是按基本負荷設(shè)計的,設(shè)計過程中只按靜壓、溫度、蠕變考核其強,不存在低周疲勞壽命問題?,F(xiàn)在工況變化了,原設(shè)計就不一定滿足要求。為此,設(shè)計過程中有必要考慮低周疲勞壽命設(shè)計,使設(shè)計工況與運行工況相一致,以達到延長壽命的目的。
B.由于執(zhí)行機構(gòu)行程控制的不準確性,閥芯對閥座產(chǎn)生沖擊載荷。有電廠曾經(jīng)出現(xiàn)過閥座碎裂,裂塊被沖進汽機,造成汽輪機出力急劇下降,轉(zhuǎn)子嚴重受損的故障。另外,對于高壓閘閥等,還有氣蝕現(xiàn)象、閥體的原始鑄造缺陷、閥體出現(xiàn)裂紋后的壽命分析與預(yù)測等課題都值得進一步研究。
四、電站閘閥泄漏問題:
A. 泄漏不僅是產(chǎn)生振動的原因,而且外漏還會造成污染,內(nèi)漏還會造成能量損失。解決泄漏問題,在一定程度上可以避免系統(tǒng)發(fā)生振動,同時也可延長設(shè)備的壽命,提升效率。
B. B.超臨界機組的高壓閘閥壽命有時很短,電站閘閥啟動幾次就要更換填料。研究新的密封填料或設(shè)計新的有效密封形式,對于延長這類高壓閘閥的壽命,提高運行可靠性是必須用到的。
由于電站閘閥的使用工況的特殊性,我們應(yīng)充分解決上面的電站閘閥問題,以便安全使用電站閥。
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