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大型火力发电厂锅炉减温水系统设计对调节门使用寿...

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大型火力发电厂锅炉减温水系统设计对调节门使用寿命的影响李合兴(华能德州发电厂253024)
摘要:通过分析华德电厂I,II期和III期锅炉减温水系统的布置不同、找出I,II期锅炉减温水调节门使用寿命短的原因,并对其进行系统上的改进、也可以为控制阀专业生产厂家提供一些的参考价值.
关键词:锅炉、减温水,系统,调节门,寿命I,II期锅炉和III期锅炉简介华能德州电厂I,II期机组装机容量为4×300MW,分别在1991年7月至1994年10月期间先后投入生产运行、装用哈尔滨锅炉厂生产的HGPM型亚临界自然循环汽包锅炉、采用倒U型布置,切向燃烧,固态排渣,平衡通风;过热器系统布置2级减温水进行汽温调节,再热器系统布置1级事故喷水,由于摆动式燃烧器执行机构质量不好,燃烧器喷嘴已固定,不能调节再热汽温,主要依靠减温水进行再热汽温调节.III期为2×660MW机组,分别在2002年7月和2002年10月投入生产运行.锅炉为德国BABCOCK公司生产,亚临界参数,自然循环汽包炉、单炉膛对冲燃烧,II型布置,一次中间再热、平衡通风,固态排渣.过热器系统布置2级减温水进行汽温调节,再热器系统布置1级事故喷水,再热汽温的调节以尾部的再热烟气挡板为主,减温水调节为辅.III锅炉减温水系统调节门自投产至今,一直运行良好,没有更换过任何阀内组件,而I,II期减温水系统调节门,到目前为止,已更换过4个国内外厂家的调节门,大大增加了检修费用,为此我们对调节门本身结构以外的情况,进行了全面分析,借此想找出解决问题的办法.
锅炉减温水运行参数比较由于300MW和660MW机组都是自然循环汽包锅炉、运行参数基本一致.以过热器减温水一级调节门为例,其运行参数见表1,表2
表1 1炉过热器一级调节门运行参数:参数数值单位最大工作压力MPa正常工作压力
13.5~18.0 正常工作温度℃反冲洗时最大工作温度
460 正常汽水压差(减温水母管与过热蒸汽)
1.0~1.5 最小汽水压差
0.5~1.0 最大汽水压差
8.0 调门至减温器的高度(安装位置)m正常工作流量10~40th最小工作流量最大工作流量
80
表2 5炉过热器一级调节门运行参数:15~50阀门结构特点通过查阅说明书和设计图纸、利用检修的机会,解体减温水调节门,发现其结构特点比较类似,都是采用锻打一体式阀芯阀杆,笼式多孔降压阀套,可以很方便的更换阀内组件,只是执行机构不同、III期减温水调节门采用电动执行机构;I,II期减温水调节门采用气动执行机构.
I,II期和III期减温水系统比较I,II期和III期过热器减温水引自给水泵出口,再热器减温水则引自给水泵中间抽头,以过热减温水系统为例,说明它们在系统布置上的不同、系统布置见图1和图2进水母管图1 I,II期过热减温水系统示意图图2 III期过热减温水系统示意图通过减温水系统布置图,可以看出主要以下4点不同、使调节门在使用过程中产生性能上的一些差异,III期减温水系统布置要优于I,II期减温水系统布置,III期减温水调节门的寿命远远大于I,II期减温水调节门.主要区别见以下内容I,II期减温水系统在调节门后的管道上没有止回阀、正常运行过程中、调节门前后的阀门始终在全开位置,当调节门关闭后,再热和过热蒸汽反串到调节门出口,由于过热蒸汽和给水温度差最高达到350度,再热蒸汽和给水温度差最高达到180度,如此高的温度差,很容易造成调节门阀笼和阀芯之间产生间隙而泄漏,阀体与阀底结合的密封垫产生老化而损坏.根据我们近几年解体调节门的经验、阀体与阀底结合的金属密封垫、一般寿命不超过3年.2004年1和3锅炉过一减温水调节门损坏,就是由于阀体与阀底结合的金属密封垫老化损坏,造成运行中泄漏冲刷阀体无法修复.
I,II期减温水系统在进水母管上没有滤网而III期减温水进水母管上则装有孔径2.0mm的滤网,这样当在滤网前的给水系统上进行检修工作时,不慎落入到管道内的杂质,可以在进入调节门前被过滤,杂质不会堵塞调节阀流通通道,引起调节门调节性能发生大的变化;如果杂质卡涩结合面还会引起阀门内漏,例如1998年1锅炉大修和1999年3炉大修,四管水压试验上水时,发现再热器减温水调节门流量不足,水压试验完毕后,解体调节门,发现阀笼孔内堵塞了不少金属颗粒,是由于汽机侧给水系统更换阀门,造成杂质进入减温水系统所致,如果在进水母管上安装滤网可以过滤杂质,避免杂质堵塞调节阀流通通道,大大延长调节门的使用寿命.
I,II期减温水系统在调节门前后原设计安装有旁路手动门,由于各种原因后来陆续割除,而III期减温水系统装有旁路手动调节门,当调节门存在问题进行检修时,可以利用旁路手动调节门进行短时间的减温水调节,具有更大的灵活性.03年5锅炉再热器减温水A侧调节门卡涩,电动头与阀门连接处的轴承损坏,在更换轴承期间,一直使用旁路手动调节门进行调节减温水,效果很好,由于对主调节门进行了及时维修,避免了主调节门更大问题的出现.
III期减温水系统在进入减温器喷嘴前、安装有手动截止门而I,II期减温水系统上没有、当整个减温水系统出现问题时,特别是调节门运行中出现问题时,III期能及时隔离整个减温水系统,对调节门进行检修,把缺陷消灭在萌芽状态、避免出现大问题导致长时间不能投入减温水导致无法调节汽温,引起管壁超温影响管子的使用寿命,甚至引起停机事故.
结论由于目前煤炭资源日益紧张,各发电公司为节约能源,降低发电煤耗,机组单机容量不断增大,超临界甚至超超临界机组的大量安装、能适应各种恶劣工况的控制阀必然要大量使用,目前国内大部分调节阀专业生产厂家,把大量的精力花费在改进控制阀的内部组件工作上,对于火力发电厂控制阀应用系统的布置特点重视不足,如果能把控制阀的应用场合和系统特点结合起来,增加一些辅助设备,必然能延长控制阀的使用寿命.我厂为解决I,II期减温水调节门存在的问题,05对我厂对2锅炉、4锅炉再热器减温水调节门进行了更换,目前使用效果良好,在此基础上,06年准备对I,II期减温水系统按III期锅炉减温水系统的布置进行改造,以延长减温水调节门的使用寿命,降低I,II期减温水调节门的维护费用.
作者简介:李合兴男(1969)华能德州发电厂机务检修部锅炉技术专工,主要从事锅炉设备检修技术工作联系电话办公室一级减温器二级减温器调节门电动截止门滤网旁路手动调节门手动门止回阀气动截止门

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