抽汽调节阀汽流激振原因分析及对策

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)杭州汽轮机股份有限公司 作者:来敏华

  高温高压汽轮发电机组,由于一抽抽汽疏水管大量积水,当一抽调节阀开度为33%时,一抽抽汽压力到达42.5MPa投入管网,蒸汽与一抽管道积水冷热交换,一抽管道部分积水蒸发急剧膨胀,快速形成冷热交换蒸汽汽流漩涡,一抽管道逆止门来回波动,阀蝶受蒸汽汽流涡动产生剧烈激振,一抽调节阀阀杆连接的2个关节轴承拉长损坏。增加一个一抽疏水口管道,一抽抽汽投入后没有出现一抽调阀剧烈波动,但是一抽调阀阀座垂直振动烈度数值严重超标。通过频谱分析得出:一抽调节阀阀座垂直测点振动烈度主要有73Hz频率分量,当一抽蝶关小时,一抽阀蝶受到蒸汽汽流涡动冲击,蒸汽对阀蝶产生强狄汽流激振。针对以上情况,对大流量一抽调节阀座结构形式进行比较分析探讨,最后采用一抽钟革阀结构形式,一抽调节阀汽流激振问题得到了圆满解决。

  投一抽抽汽时发生汽流剧烈波动双抽冷凝高温高压汽轮发电机组,额定转速3000:/min,额定功率500O0kW,进汽压力10.02MPa,进汽温度530oC。当功率为35000kw时,二抽抽汽已投入,抽汽量为1巧比左右。投一抽抽汽方式:抽汽速关阀开度50%,抽汽隔离阀开度为100%,待一抽抽汽压力为管网压力相等或略高管网压力,一抽抽汽投人管网时,抽汽速关阀逐步开大,同时调整汽轮机主调门,调整一抽抽汽调节阀,保持一抽抽汽管网压力稳定、抽汽量平稳调节。总之,投一抽抽汽要求压力流量平稳过渡,逐步微量稳定调节。而实际情况是:当一抽抽汽调节阀关小至33%左右时,一抽抽汽压力已经达管网压力4.25MPa左右,抽汽管道逆止门来回波动,同时抽汽量也在O一8t/h范围内波动,一抽阀蝶与阀座蒸汽通流口形成汽流涡动,一抽抽汽口汽流剧烈波动,引起汽流强烈激振,蒸汽汽流振动频率相当高,导致了右侧一抽抽汽调节阀弹簧座螺杆上面拧紧的双螺母从长螺杆上迅速向上旋出,连续二次把右侧一抽调节阀弹簧座螺杆上面的双螺母在几秒钟内旋转向上退出,螺母退出的位移大约60mm。为了防止一抽抽汽调节阀的弹簧座螺母振松向上旋转问题,要求用户立即停机,一抽调节阀汽流剧烈振动持续2min左右,一抽抽汽退出汽轮机立即停机。此时调节阀壳垂直瞬间振动烈度数值一时无法测到,可以肯定一抽调节阀蝶阀座发生了剧烈汽流激振,振动烈度数值非常大,据查在此以前功率3500kw左右,二抽抽汽投入后,当一抽抽汽投人时,也发生了一抽抽汽调节阀阀座弹簧压紧螺杆仁的双螺母振松瞬时旋转退出现象。在汽轮发电机组运行中,把螺杆上的螺栓拧紧2次。抽汽调竹阀阀杆上连接的万向关节轴承己经超过承受拉力极限,关节轴承拉长Zmm左右变成椭圆形(见图!)。为此对一抽抽汽调节阀汽流激振现象进行深人分析,其判断蒸汽汽流对一抽抽汽调节阀阀蝶冲击力的大小(见图2)。

抽汽调阀连接关节轴承

图1 抽汽调阀连接关节轴承

一抽调阀开度33%时调阀大幅度上下摆动

图2 一抽调阀开度33%时调阀大幅度上下摆动

  双抽汽轮发电机机组,一抽管道内存在大量积水,进人管道蒸汽与积水冷热交换汽流急剧膨胀形成汽流漩涡,一抽抽汽调节阀汽流剧烈激振,造成一抽调节阀阀杆关节轴承拉长损坏。一抽阀蝶受力而积太大,蒸汽汽流导向流速不稳,一抽调节阀开度为3%左右时,一抽抽汽调阀阀座振动烈度数值严重超标,通过对大流量一抽结构分析比较研究,最终采用了新的一抽抽汽钟罩阀结构,大大减少一抽阀罩(阀蝶)受力面积,蒸汽汽流导向结构合理,使得一抽抽汽调节阀阀座垂直振动烈度数值大为减少,达到小于7.lm而S设计技术要求,保证一抽抽汽调节阀平稳调节、汽轮发电机组长期正常、可靠、安全运行。

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