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330MW机组给水管道振动原因分析及处理(1)

北极星电力网技术频道    作者:覃俊挺,杨大高,甘东成   2012/8/27 9:29:31   

  所属频道:  火力发电    关键词:  给水管道 管道振动

摘要:对330 MW机组高加给水管道剧烈振动的原因进行了分析,找到了引起管道振动的原因是三通阀活塞缸及密封圈严重磨损;阀芯螺母设计不合理等,并采取措施对此进行改造,改造后效果良好。对有同类问题的机组具有一定的借鉴意义。

高加给水管道剧烈振动和大幅度摆动会使管道产生很大的应力,导致管道疲劳损坏,直接影响整个机组的经济性和安全性,同时也导致高加不能正常投用运行。对于330 MW机组,330 MW负荷工况下高加全部停运时将使机组热耗增加245 kJ/kW·h 左右。本文详细介绍了大唐桂冠合山发电有限公司(简称公司)330 MW机组高加给水管道剧烈振动原因分析及处理过程,供同行参考。

1 高压加热器系统工作原理

公司330 MW机组汽轮机为北京北重汽轮电机有限责任公司制造, 型号为N330- 17.75/540/540,高压加热器系统(简称高加)采用2 台高压加热器加1台外置式蒸汽冷却器,高加进口三通阀是Dewrance液动三通阀。高加进口三通阀结构示意图见图1。在正常操作下,阀杆顶部的活塞上方和下方压力处于平衡,此时介质的压力作用于阀芯,所产生的推力驱动阀芯向上,保持阀芯处于向上位置,保证高压给水流经三通阀通过高压加热器。当高加系统发出液位故障信号时,快开阀迅速打开,活塞下部的高压水将迅速排出,活塞上部的高压水将带动阀芯下移,在数秒内实现切换,流向高压加热器的管路被完全隔离,此时给水不通过高加而直接从三通阀旁路流入锅炉。

2 故障情况

2007 年10 月至2008 年03 月,2 号机组高加投运时多次发生高加、高加给水母管、锅炉给水电动门前管道剧烈振动现象,解列高加后振动消失。采取开启高加水侧排空气门排空气后,高加再次投入运行,振动仍然存在。高加反复投运,存在高加进口三通阀不能自动开关,但手动操作无明显的机械卡涩现象,采取了加大控制水针型阀开度措施后三通阀仍不能自动开关。通过手动操作开启三通阀至2/3 时振动逐渐增大,停留10 min 后振动逐渐减小,然后缓慢开启至全程,振动消除。

3 故障原因分析

管道振动形式大致分为两大类:稳态振动和瞬态振动。

管道的稳态振动即往复式循环振动,其振动会延续相当长的一段时间。稳态振动是由一个作用在管道上的随时间变化的外力作用引起,它可能是周期性的,也可能是随机性的。这些外力产生的原因有:转动或往复式运动的机件本身产生的振动;流体的压力脉冲;减压阀、控制阀和扩容器等工作时产生的气涡和冲击;流体的涡流激振。

管道的瞬态振动不同于稳态振动,是由一个较大的激励力引起的,其发生的时间相当短,最初起因是管道流体引起的低压或高压脉冲,这种脉冲会产生较大的管道轴向高频冲击力,冲击力的大小与管道直段长度成正比,即管道直段越长,将经受越大的瞬态冲击力。普通的瞬态振动现象有水击或汽击。通常产生瞬态振动的因素有泵的快速启动和跳闸、汽机截止阀及各种控制阀等的快开和快关等。

来源:广西电力
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