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高壓調(diào)節(jié)閥在汽輪機(jī)進(jìn)氣部分中的應(yīng)用
2024-1-6 閱讀(1694)
汽輪機(jī)的啟動(dòng)、停機(jī)和功率的變化,是通過改變汽閥的開度,從而調(diào)節(jié)進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量或蒸汽參數(shù)實(shí)現(xiàn)的,這種調(diào)節(jié)蒸汽量或蒸汽參數(shù)的汽閥稱為調(diào)節(jié)汽閥。機(jī)組在運(yùn)行中遇緊急情況需停機(jī)時(shí),除了關(guān)閉調(diào)節(jié)汽閥外,還必須設(shè)置能快速切斷汽源的汽閥,即使在調(diào)節(jié)汽閥出現(xiàn)泄漏的情況下,也能保證汽輪機(jī)停機(jī)降速,這種具有安全保護(hù)功能的汽閥稱為自動(dòng)主汽閥(截止閥)。
對(duì)于一次中間再熱機(jī)組,在高壓缸與中壓缸之間,再熱器及冷、熱再熱蒸汽管巨大的容積空間,儲(chǔ)存著大量的具有一定壓力和溫度的蒸汽,若機(jī)組發(fā)生緊急停機(jī),這部分蒸汽也足以使汽輪機(jī)發(fā)生超速。為此,在中壓缸進(jìn)口處必須設(shè)置中壓主汽閥來緊急切斷來自再熱器及管道的蒸汽。另外,在機(jī)組低負(fù)荷時(shí)為了維持鍋爐再熱器及旁路系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,保證再熱器有足夠的冷卻蒸汽流量,保護(hù)再熱器不被燒壞,必須設(shè)置中壓調(diào)節(jié)汽閥。
660MW超超臨界壓力汽輪機(jī)設(shè)置2個(gè)高壓主汽閥和2個(gè)高壓調(diào)節(jié)汽閥、2個(gè)中壓主汽閥及2個(gè)中壓調(diào)節(jié)汽閥,均通過彈簧彈力來關(guān)閉主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥,運(yùn)行安全可靠,它們的快關(guān)時(shí)間均小于150ms。
一、高壓主汽閥和高壓調(diào)節(jié)汽閥
1、汽輪機(jī)高壓閥門布置
該汽輪機(jī)設(shè)置2個(gè)高壓主汽閥與調(diào)節(jié)汽閥組合件,安置在汽輪機(jī)高壓缸的兩側(cè)。每個(gè)組合件由1個(gè)主汽閥與1個(gè)調(diào)節(jié)汽閥組成,安放在共用閥體內(nèi)。每個(gè)主汽閥與調(diào)節(jié)汽閥具有各自的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(油動(dòng)機(jī)),分別為高壓主汽閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)和高壓調(diào)節(jié)汽閥執(zhí)行機(jī)構(gòu),如圖2-2所示。這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)安放在運(yùn)轉(zhuǎn)層的高度上,便于運(yùn)行檢查和檢修維護(hù)。
通過進(jìn)汽管道進(jìn)入的蒸汽從高壓主汽闊進(jìn)入高壓調(diào)節(jié)汽閥,短進(jìn)汽噴嘴從調(diào)節(jié)汽閥延伸到汽輪機(jī)缸體。蒸汽離開調(diào)節(jié)汽閥,從進(jìn)汽噴嘴進(jìn)入高壓汽輪機(jī)的靜葉持環(huán)。由于連接的管線很短,封閉在高壓調(diào)節(jié)汽閥與高壓汽輪機(jī)之間的蒸汽量很小,因此有利于安全停機(jī)。
2、高壓主汽閥結(jié)構(gòu)與功能
汽輪機(jī)正常運(yùn)行時(shí),高壓主汽閥全開;汽輪機(jī)停機(jī)時(shí),高壓主汽閥關(guān)閉。高壓主汽閥的主要功能是當(dāng)汽輪機(jī)需要緊急停機(jī)時(shí)(如汽輪發(fā)電機(jī)組失去負(fù)荷、調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)失靈等),主汽閥應(yīng)能快速關(guān)閉,而且越快越能保證機(jī)組的安全。
高壓主汽閥的關(guān)閉速度主要由其控制系統(tǒng)的性能所決定。對(duì)于660MW等級(jí)的汽輪機(jī)組,要求高壓主汽閥完成關(guān)閉動(dòng)作的時(shí)間小于150ms。
高壓調(diào)節(jié)汽閥的功能是通過改變閥門開度來控制汽輪機(jī)的進(jìn)汽量。在汽輪發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷之前,高壓調(diào)節(jié)汽閥不同的開度(在蒸汽參數(shù)不變的情況下)對(duì)應(yīng)不同的轉(zhuǎn)速,開魔大則進(jìn)汽量大,相應(yīng)的轉(zhuǎn)速高;在汽輪發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)帶負(fù)荷之后,高壓調(diào)節(jié)汽閥不同的開度(在蒸汽參數(shù)不變的情況下)對(duì)應(yīng)不同的負(fù)荷,即開度大,發(fā)出的功率也大。高壓調(diào)節(jié)汽閱在部分開度情況下,蒸汽將發(fā)生節(jié)流現(xiàn)象,造成蒸汽在不做功情況下的增,從而損失一路分能量,做功能力降低。因此,在進(jìn)行汽輪機(jī)的配汽設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)使高壓調(diào)節(jié)汽闊在正常運(yùn)往時(shí)處于全開狀態(tài)。
該汽輪機(jī)取消調(diào)節(jié)級(jí)是一種合理的先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法。這種機(jī)組在穩(wěn)態(tài)工況時(shí),高壓調(diào)汽閥保持5%主蒸汽壓力的節(jié)流壓降。當(dāng)需變動(dòng)負(fù)荷時(shí),先由高壓調(diào)節(jié)汽閥通過改變節(jié)流第二
降進(jìn)行調(diào)節(jié),以滿足快速響應(yīng)的要求,然后再由機(jī)組的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)鍋爐的熱負(fù)荷及蒸汽壓力,直至高壓調(diào)節(jié)汽閥壓降恢復(fù)正常值。
高壓調(diào)節(jié)汽閥的一部分閥桿,帶有管狀閥盤,可在內(nèi)閥碟的襯套內(nèi)滑動(dòng)。閥盤上的平衡孔減小了開啟閥門所需的提升力。高壓調(diào)節(jié)汽闊由液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)打開,即閥門由液壓力打開,由彈簧彈力關(guān)閉。當(dāng)系統(tǒng)有擾動(dòng)或汽輪機(jī)跳呵時(shí),高壓主汽閥(截止閥)與調(diào)節(jié)汽閥均會(huì)迅速關(guān)閉。
二、中壓主汽閥和中壓調(diào)節(jié)汽閥
中壓主汽閥和中壓調(diào)節(jié)汽閥用來控制進(jìn)入中壓缸的再熱蒸汽,它們的結(jié)構(gòu)原理與高壓主汽閥和高壓調(diào)節(jié)汽閥大同小異。
對(duì)于采用高壓缸啟動(dòng)的汽輪機(jī)組,在啟動(dòng)過程中,中壓主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥通常不發(fā)揮調(diào)節(jié)作用。汽輪機(jī)組在正常運(yùn)行中,中壓主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥也不發(fā)揮調(diào)節(jié)作用,只有在某些情況下,如汽輪機(jī)需要緊急停機(jī),或需要將再熱蒸汽予以旁路時(shí),中壓主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥將迅速關(guān)閉。
1、中壓汽輪機(jī)閥門布置
中壓汽輪機(jī)閥門布置如圖2-4所示。中壓汽輪機(jī)設(shè)置2個(gè)主汽閥與2個(gè)調(diào)節(jié)汽閥,安置在汽輪機(jī)汽缸的兩側(cè)。每個(gè)主汽閥與調(diào)節(jié)汽閥合并放置在共用的閥體內(nèi)。每個(gè)主汽閥與調(diào)節(jié)通過進(jìn)汽管道進(jìn)入的蒸汽從中壓主汽閥進(jìn)入中壓調(diào)節(jié)汽閥,短進(jìn)汽噴嘴從調(diào)節(jié)汽閥延伸到汽輪機(jī)缸體。蒸汽離開調(diào)節(jié)汽閥,通過進(jìn)汽噴嘴進(jìn)入汽輪機(jī)中壓缸的內(nèi)缸。因連接的管線很短,封閉在中壓調(diào)節(jié)汽閥與汽輪機(jī)中壓缸之間的蒸汽量很小,有利于安全停機(jī)。
2、中壓主汽閥和中壓調(diào)節(jié)汽閥的功能
1個(gè)主汽閥和1個(gè)調(diào)節(jié)汽閥組合在1個(gè)共用的閥體中,閥桿彼此垂直。主汽閥可迅速中斷從再熱器向汽輪機(jī)第一部分第二膨脹區(qū)和汽輪機(jī)第二部分的葉片供應(yīng)的蒸汽。負(fù)荷中斷、啟動(dòng)與停機(jī)時(shí),調(diào)節(jié)汽閥控制流向汽輪機(jī)第一部分第二膨脹區(qū)與汽輪機(jī)第二部分葉片的蒸汽流,并在負(fù)荷上限全開,以消除節(jié)流損失。
3、主汽閥結(jié)構(gòu)
中壓主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥結(jié)構(gòu)如圖2-5所示。主汽閥是一個(gè)具有整體導(dǎo)向盤的單座閥,蒸汽通過進(jìn)口連接管進(jìn)入閥體,并在主汽閥關(guān)閉時(shí)停留在閥盤上部。與閥桿組裝在一起的導(dǎo)向
盤插入閥盤中,用來釋放閥盤上的蒸汽壓力,由此可減小開啟閥門所需的力。閥盤在閥蓋(6)襯套內(nèi)滑動(dòng)。在閥盤背面有一壓條,當(dāng)閥門開啟時(shí),可頂住基礎(chǔ)襯套(7),并在此點(diǎn)全汽封。石墨環(huán)汽封閥桿襯套,隔絕空氣。閥桿與閥盤不能轉(zhuǎn)動(dòng)。主汽閥由液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)打開,由彈簧彈力關(guān)閉。
4、調(diào)節(jié)汽閥結(jié)構(gòu)
調(diào)節(jié)汽閥具有管狀閥盤,通過閥桿與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連。閥盤具有釋壓孔減小開啟閥門所需的提升力。調(diào)節(jié)汽閥由液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)打開,即閥門由液壓力打開,由彈簧彈力關(guān)閉。當(dāng)系統(tǒng)有擾動(dòng)或汽輪機(jī)跳閘時(shí),主汽閥與調(diào)節(jié)汽閥均會(huì)迅速關(guān)閉。
在汽輪機(jī)運(yùn)行過程中,為防止蒸汽中夾雜的顆粒進(jìn)入汽輪機(jī)并對(duì)汽輪機(jī)造成損壞,在中壓主汽閥進(jìn)口處設(shè)置了蒸汽過濾器。蒸汽過濾器由纏繞在簡形結(jié)構(gòu)邊緣的波紋條帶制成。這種設(shè)計(jì)提供了很大的阻力,即使對(duì)于以高速?zèng)_擊的顆粒也具有很大的阻力。筒形結(jié)構(gòu)包括2個(gè)環(huán)和大量焊接在環(huán)之間的棒,棒又通過焊接在其內(nèi)部的加強(qiáng)環(huán)撐牢。過濾器設(shè)計(jì)用于從外向內(nèi)的單向汽流。對(duì)于較長的過濾器,其濾網(wǎng)由多個(gè)部分組成,波紋條帶的端部被纏繞并被點(diǎn)焊在T形中間環(huán)上。濾網(wǎng)的最大網(wǎng)眼由波紋的高度確定,為1.6mm,有效面積為管道橫截面面積的倍數(shù)。該過濾器在汽輪機(jī)的首調(diào)試和連續(xù)運(yùn)行中均適用。