高壓主汽門油動機冷卻裝置改造研究

黎 強 唐廣宇 邵 紅 袁 育 卞淑祥

華能集團蘭州熱電有限責任公司 甘肅 蘭州730030

1 引言

哈汽350 MW機組由引進型機組進行借鑒、改進而形成了許多新機型,如73D、141B、141C、CH02、CHK02等機型。但由于結構方面的原因,如高主油動機油尾部離汽缸壁比較近,造成油動機溫度比較高,將油缸包到保溫層中,導致油動機溫度更高。從而對機組安全運行及油質控制造成威脅,所以必須針對此問題進行相應有效的改造,降低油動機實際運行中的溫度。

2 項目背景

華能集團蘭州熱電有限責任公司#1、#2機組為哈爾濱汽輪機廠有限責任公司制造的CZK350/270-24.2 /0.4 /566/566型汽輪機,是直接空冷抽汽凝汽式汽輪機。機組配套抗燃油系統為上海匯益控制系統股份有限公司配套生產。

機組自2018年投運以來,高壓主汽門油動機由于構造原因,距離主汽門熱源過近,熱量無法有效散發,油動機運行中模塊尾部溫度嚴重超溫,造成 抗燃油變質老化,酸值和電阻率升高,多次發生伺服閥卡澀,損壞,主門無法開關調節,需要在線更換伺服閥,導致機組異常降低出力。同時加快了系統內脫酸濾芯的失效速度,增加運維成本。

3 目前國內同類機組改造方式

目前國內同類型機組,為解決此問題一般采用如下方案:

1.將原杠桿式傳動執行機構改造為鉸鏈式執行機構取消復合鉸鏈結構,變為油動機直接驅動閥門。操縱座采用碟片彈簧結構,增加石墨銅套滑架。油動機采用的可調緩沖結構。從而使油動機遠離熱源。

改造原理圖

采用此方案改造,改造設備復雜,成本較高,生產周期長;同時改造直線延長了閥門執行機構長度,現場實際空間必須滿足條件。

2.采用油動機模塊上靠近熱源側加裝冷卻水套,通過冷卻水將熱量帶走。但此方案由于也受限于現場實際空間,加裝的冷卻水套體積過小,實際應用后效果達不到預期。

4 本次改造方案

a)拆除油動機附近的保溫層,重新制作保溫層,在保障機組效率的前提下,盡量使油動機尾部全部暴露在空氣中。即使還有熱傳導過來,使油缸溫度升高,但油缸完全露出來了,也有一部分熱量輻射出去,油缸的溫度也沒有原來那么高。

b)由于油動機接近于汽缸壁,致使油動機被包到保溫層中,先重新設計高主油動機,使高主油動機軸向長度縮短70毫米左右,高主油動機被包進去的長度能縮短,吸收的熱量也隨之減小,油動機的溫度從而可以降低。

c)油動機尾部增加冷卻裝置,該裝置設計在后端蓋上,比油缸后端稍寬,內部設計冷卻水道,同時通冷卻水,將汽缸壁傳來的熱量帶走,直接對油動機降溫,以隔離汽缸壁傳來的熱量,同時更改材質,避免通水零部件的銹蝕。

d)同時在油動機與安裝支架加裝冷卻水板,該冷卻水板由A 和B兩種組成。A緊貼在油缸上,直接對油缸上于后端蓋冷卻水通道相連,進行冷卻,冷卻水流經A和后端蓋后進入B,將保溫層熱傳導來的熱量也帶走。

e)變更油動機安裝支架,在安裝支架前端增加活塞桿導向耐磨套,已此增加活塞桿和門桿連接部分的導向長度,避免因為因為閥門執行機構杠桿原理產生的側向力,直接作用于油動機密封套上,偏磨引起密封漏油。

5 改造效果分析

1)改造后的高主油動機無漏水、漏油現象、任何季節下油動機端蓋溫度不超過60℃。

2)油動機密封套的壽命周期會大大加長,可以堅持一個檢修周期。

3)油動機不會出現油溫高等問題導致油質清潔度惡化,伺服閥不會受高溫烘烤導致馬達損壞抖動。

改造后油動機零件內部通道示意圖

結論

設備改造投運后完全基本達到預期的性能效果,運行期間油動機模塊處溫度降低明顯,有效降低模塊O型圈等密封件老化風險,有效提高設備使用壽命,防止模塊長期超溫造成密封件損壞的停機事故;同時可有效避免EH 油在設備局部超溫長期運行下酸值提高引起油質惡化的風險,改造實施簡單,費用不高,改造后效果良好,系統操作簡單。投運后現場實測模塊尾部溫度由原來的110-130℃,降低至50℃以內。