汽轮机单顺阀切换过程中不平衡汽流力分析

收稿日期:2017-02-17

基金项目:项目名称为 基于历史数据挖掘的汽轮机阀门流量特性优化研究 ,项目编号为GZDKY -16-03-1４三

作者简介:吴 鹏(1988-),男,硕士,工程师三研究方向:电厂热工过程控制和性能测试三

汽轮机单顺阀切换过程中不平衡汽流力分析

吴 鹏1,李前敏1,柏毅辉1,张锐锋1,庞文涛2,王 竹2,盛德仁2

(1贵州电网有限责任公司电力科学研究院,贵阳550000;

2浙江大学热工与动力系统研究所,杭州310027)

摘要:汽轮机单顺阀切换运行时调节级由全周进汽转变为部分进汽,调节级叶轮受力不平衡,轴承载荷增大,出现瓦温二振动问题三针对单顺阀切换的瓦温过高问题,分析了汽轮机部分进汽下的调节级受力模型,计算了不同切换方式下高压缸轴承的受力情况,从定性和定量两个角度证明优化后的配汽切换方案减小了轴承受力,与配汽切换试验得到的结果一致三该研究从理论角度证明了选择合适的配汽切换方式能够减少高压缸转子的不平衡受力,实现机组升负荷过程中的单顺阀安全切换,为同类型机组的顺序阀安全运行提供了可以借鉴的经验三关键词:汽轮机;部分进汽;静载荷分析;安全切换

分类号:TK267 文献标识码:A 文章编号:1001-588４(2018)03-0221-0４

Unbalanced Steam Force Analysis Between Single Valve and Sequence Valve Switching

for Steam Turbines

WU Peng 1,LI Qian-min 1,BAI Yi-hui 1,ZHANG Rui-feng 1,

PANG Wen-tao 2,WANG Zhu 2,SHENG De-ren 2

(1Electric Power Research Institute of Guizhou Power Grid Company Limited,Guiyang 550000,China;

2Institute of Thermal Science and Power System,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China)

Abstract :Steam turbine change from partial-arc admission to full-arc admission during switching from single valve to sequence valve,causing unbalance force on the governing stage impeller,increased load on the bearing．High bearing temperature and excessive vibration problem may also occur in this situation．In order to solve the high temperature problem of bearing pad during switching from single valve to sequence valve,the force model of governing stage under partial-arc admission condition has been analyzed,the force condition of high pressure cylinder bearing under different switching modes has been calculated and compared．The optimization scheme has been proved superior both from qualitative and quantitative perspectives．This result is also verified by previous steam distribution tests．This study has proved appropriate switching method can effectively reduce unbalanced force and achieve safety switching．

Key words :turbine ;partial-arc admission ;static load analysis ;safety switching

0 前 言

汽轮机组普遍采用顺序阀运行方式,只在机组启动期间采用单阀运行方式,正常运行后切换至顺序阀运行方式三相比节流配汽,喷嘴配汽可以减少进汽的节流损失,提高机组运行的经济性三然而,顺序阀配汽运行方式会引起一系列问题三配汽方式改变后,汽轮机高压侧转子受力的大小和方向发生了较大的改变,会引起转子振动和轴承温度发生变化,严重时会导致轴承温度超限,从而严重影响汽轮机的稳定运行[1]三

各地机组在顺序阀投运时也出现了各种故障三A 电厂采用原设计的高压调门开启顺序,在投产初期的半年内可以实现顺序阀运行,后来出现1号二2号瓦瓦温逐步上升的现象,瓦温上升至93?二97?,对比单阀运行时的79?二81?,

温度显著升高三为保证机组安全恢复为单阀运行方式三B 电厂在单阀切至顺序阀运行方式时出现高调阀操纵座螺栓断裂的故障,分析认为是由于高调调门振动导致螺栓松动,螺栓松动个体不均匀,致使在肩部单侧受力较大,从而自肩部断裂三顺序阀运行的故障多产生在高中压转子处,在调节级附近,由于部分进汽工况使得故障更加频繁发生,出现轴瓦温度过高二转子轴心偏移二低频振动等故障[2]三故障的原因包括转子受到变化的蒸汽作用力二调节阀门重叠度发生变化二调节汽门开度指令运算回路发生变化[3]三

文献[４]针对汽轮机高调门的大幅高频摆动问题进行了研究,分析机组实际运行参数得出高调门高频摆动的原因为顺序阀进汽规律与高调门实际流量特性不匹配三文献[5]使用西门子公司程序对高压缸转子轴系的稳定性进行了分析计算,通过改变调节阀的开启顺序解决轴振二瓦温二上下缸温差等参数异常的问题三文献[6]改进了DEH 中的单阀和调

第60卷第3期汽 轮 机 技 术Vol．60No．3

2018年6月

TURBINE TECHNOLOGY

Jun．2018

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