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給水高加旁路三通閥在中國電廠應(yīng)用

  • 發(fā)布日期:2014/6/5      瀏覽次數(shù):4023
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          給水高加旁路三通閥在中國電廠應(yīng)用
    [摘 要] 蒲城發(fā)電廠2號機組的高加旁路閥采用氣動三通閥,以實現(xiàn)在危急情況下的旁路切換和機組保護。該機組在整套啟動試運過程中,高加旁路三通閥出現(xiàn)“推動”故障,其主要原因是電磁閥和薄膜閥的氣源接口距離過近,造成工作壓力不足。改進氣動控制回路后,保證了三通閥的工作可靠。
    [關(guān)鍵詞] 高加旁路三通閥 氣動控制回路 改進
    ImprovementofPneumaticControlLoopforHPBypassT-wayValvesFuGuobin
      蒲城發(fā)電廠2號機組是由羅馬尼亞設(shè)計并制造
    的一次中間再熱、四缸四排汽、沖動、凝汽式330MW機組,其高壓給水依次經(jīng)過5、6、7號高壓加熱器以及6號減溫器,后送入鍋爐省煤器。高加系統(tǒng)采用一級大旁路保護,通過儀用壓縮空氣來控制和驅(qū)動高加旁路三通閥,以實現(xiàn)高加水側(cè)和高加旁路側(cè)的快速切換。在2號機組的整套啟動試運過程中,高加旁路三通閥出現(xiàn)了“拒動”故障。通過對“拒動”原因的分析和采取了改進措施,使三通閥的動作得到了可靠的保證。高加三通閥包括入口閥與出口閥,分別安裝在高壓加熱器進口和出口處,當高壓加熱器發(fā)生故障時,水位超過允許水位,緊急切換給水到旁路,保證高壓加熱器安全解列,從而起到保護高壓加熱器的作用。

    高加三通閥特點:
    1.全液動控制系統(tǒng):動作快,且切換時間快可達2S。
    2.也可選擇電動入口閥與電動出口閥:操作時間略長,但可以省略2臺氣動快開閥,簡化系統(tǒng)設(shè)計。
    3.液壓缸帶阻尼錐,保護系統(tǒng)管路及閥座不受沖擊。
    4.閥體形式為Z型或角型,旁路方向可在180度范圍內(nèi)調(diào)整。
    5.閥體為鑄造或整體鍛造,材料:WCB、A105 或WB36(15NiCuMoNb5)。其中WB36閥體更適合于超臨界及更高壓力機組使用。

    1 高加旁路三通閥的工作原理
    1.1 三通閥的有關(guān)工作參數(shù)高壓給水:28MPa,265℃儀用空氣:0.6MPa
    兩位四通電磁閥電源:AC220V電磁閥控制氣源管徑:<10mm×1mm紫銅管薄膜閥驅(qū)動氣源管徑:<38.1mm鍍鋅管1.2 三通閥的工作過程三通閥氣源連接見圖1,三通閥各控制、驅(qū)動設(shè)備的工作狀態(tài)分析見表1。表1 三通閥各控制、驅(qū)動設(shè)備的工作狀態(tài)工作設(shè)備系統(tǒng)正常,投入高加時的工作狀態(tài)系統(tǒng)保護,投入旁路時的工作狀態(tài)電磁閥不勵磁,1-2接口通,RL10S201OFF勵磁,1-3接口通,RL10S201ON1號薄膜閥B1-A1接口不通,C1-A1接口通B1-A1接口通,C1-A1接口不通2號薄膜閥B2-A2接口通,C2-A2接口不通B2-A2接口不通,C2-A2接口通三通閥活塞至上限,投入高加活塞至下限,投入旁路  注:RL10S201為高加旁路三通閥功能代號。圖1 原設(shè)計高加旁路三通閥氣動控制回路

          三通閥的動作原理:高加任一液位高高ϖ聯(lián)鎖柜(HB11-L)送出切除高加指令ϖ執(zhí)行柜(HAO1-A4)模件SCA4505翻轉(zhuǎn)使電磁閥柜(HZ03-E4)繼電器動作,輸出AC.220V電磁閥工作電源,三通閥控制電磁閥被勵磁ϖ電磁閥1-3接口、2-4接口分別接通,1號薄膜閥A1接口得到氣壓,2號薄膜閥A2接口排放氣壓ϖ三通閥氣缸活塞下行至下限ϖ切除高加,投入旁路(RL10S201被關(guān)閉)。反之,全部高加水位正常ϖ投入高加,切斷旁路(RL10S201被打開)。

    給水高加旁路三通閥中國部分業(yè)績表

     

    序號

    用戶名稱

    所屬集團

    機組容量

    訂貨年份

    設(shè)計壓力/溫度

    執(zhí)行機構(gòu)

    備注

    1

    江蘇徐州彭城電廠

    二期工程

    華潤

    2x300MW

    亞臨界

    2003

    28.1MPa,260℃

    電動

    Auma

     

    2

    內(nèi)蒙古海勃灣電廠

    三期工程

    內(nèi)蒙古電力

    2x330MW

    亞臨界

    2003

    22.7MPa,180℃

    液動

     

    3

    河北王灘電廠

    一期工程

    大唐

    4x600MW

    亞臨界

    2004

    23.3MPa,281℃

    電動

    Rotork

     

    4

    江蘇太倉電廠

    三期工程

    華能

    2x600MW

    超臨界

    2004

    33.9MPa,283℃

    電動

    Rotork

     

    5

    貴州黔西電廠

     

    4x300MW

    亞臨界

    2004

    23.9MPa,183℃

    電動

    Auma

     

    6

    甘肅張掖電廠

     

    2x300MW

    亞臨界

    2004

    23.9MPa,183℃

    電動

    Auma

     

    7

    貴州大龍電廠

    擴建工程

    華電

    2x300MW

    亞臨界

    2004

    23.9MPa,183℃

    電動

    Auma

     

    8

    河南鶴壁電廠

    二期工程

     

    2x300MW

    亞臨界

    2004

    23.7MPa,282℃

    電動

    Rotork

     

    9

    廣東湛江奧里油電廠

     

    2x600MW

    超臨界

    2004

    33.9MPa,282℃

    電動

    Auma

     

    10

    云南滇東電廠

    二期工程

    云南電力

    4x600MW

    亞臨界

    2005

    23.3MPa,282℃

    電動

    Rotork

     

    11

    浙江烏沙山電廠

    一期工程

    大唐

    4x600MW

    超臨界

    2005

    33.9MPa,284℃

    電動

    Rotork

     

    12

    湖南襄樊電廠

    二期工程

    華電

    2x600MW

    超臨界

    2005

    33.9MPa,283℃

    電動

    Rotork

     

    13

    內(nèi)蒙古達拉特電廠

    四期工程

    北方電力

    2x600MW

    亞臨界

    2005

    23.6MPa,283℃

    電動

    Auma

     

    14

    江西豐城電廠

    二期工程

    江西省投

    2x660MW

    超臨界

    2005

    34.0MPa,284℃

    電動

    Rotork

     

    15

    內(nèi)蒙古錫林電廠

     

    2x300MW

    亞臨界

    2005

    24.6MPa,310℃

    電動

    Auma

    東鍋

    16

    四川華鎣山電廠

    擴建工程

    國電

    2x300MW

    亞臨界

    2005

    24.6MPa,281℃

    電動

    Sipos5

    東鍋

    17

    四川瀘州電廠

    新建工程

    川南

    2x600MW

    超臨界

    2005

    33.9MPa,282℃

    液動

     

    18

    四川金堂電廠

    一期工程

    國電

    2x600MW

    亞臨界

    2005

    23.6MPa,283℃

    電動

    Auma

     

    19

    江西黃金埠電廠

    一期工程

    國電

    2x600MW

    超臨界

    2005

    35.0MPa,283℃

    液動

     

    20

    福建可門電廠

    一期工程

    華電

    2x600MW

    超臨界

    2005

    35.0MPa,283℃

    電動

    Auma

     

    21

    內(nèi)蒙古包頭一電廠

    內(nèi)蒙古電力

    2x300MW

    亞臨界

    2005

    23.6MPa,283℃

    電動

    Auma

     

    22

    內(nèi)蒙古包頭二電廠

    內(nèi)蒙古電力

    2x300MW

    亞臨界

    2005

    23.6MPa,283℃

    電動

    Auma

     

    23

    內(nèi)蒙古包頭河西電廠

    一期工程

    華電

    2x600MW

    超臨界

    2005

    33.9MPa,281℃

    電動

    Auma

     

    24

    內(nèi)蒙古霍林河坑口發(fā)電有限公司

    內(nèi)蒙古電力

    2x300MW

    亞臨界

    2005

    27.5MPa,280℃

    電動

    Auma

    SPEC

    25

    遼寧營口電廠

    華能

    2x600MW

    超臨界

    2005

    33.9MPa,283℃

    電動

    Rotork

     

    26

    甘肅石嘴山電廠2x330MW技改工程

    國電

    2x330MW

    亞臨界

    2005

    27.5MPa,280℃

    液動

     

    27

    河南古城電廠

    華潤

    2x300MW

    亞臨界

    2005

    27.7MPa,280℃

    電動

    Rotork

     

    28

    湖南鯉魚江電廠

    B廠

    華潤

    2x600MW

    超臨界

    2005

    35.0MPa,283℃

    電動

    EMG

     

    29

    江蘇淮陰第二發(fā)電有限公司三期工程

    華能

    2x300MW

    亞臨界

    2005

    27.5MPa,283℃

    液動

     

    30

    安徽淮南田集電廠

    一期工程

    中電投

    2x600MW

    超臨界

    2005

    35.0MPa,283℃

    電動

    Rotork

     

    31

    湖南益陽電廠

    一期工程

    華電

    2x600MW

    超臨界

    2006

    35.0MPa,283℃

    電動

    EMG

     

     

    32

    齊齊哈爾電廠

     

    2X300MW

    亞臨界

    2006

    25.0MPa,283℃

    電動

    Auma

     

    33

    山東魯北電廠

    一期工程

    魯能

    2x300MW

    亞臨界

    2006

    25.0MPa,283℃

    液動

     

     

    34

    山西柳林電廠

    一期工程

    山西省投

    2x600MW

    亞臨界

    2006

    24.8MPa,284.1℃

    電動

    Sipos5

     

    35

    山西運城電廠

    一期工程

    大唐

    2x600MW

    超臨界

    2006

    28.1MPa,285℃

    電動

    EMG

     

    36

    湖南益陽電廠

    二期工程

    華電

    2X600MW

    超臨界

    2006

    34.0MPa,288℃

    電動

    EMG

     

    37

    陜西府谷電廠

    一期工程

    CACS

    2X600MW

    超臨界

    2006

    28.0MPa,283.4℃

    電動

    EMG

     

    38

    河北上安電廠

    三期工程

    華能

    2X600MW

    超臨界

    2006

    35.3MPa,290℃

    電動

    EMG

     

    39

    遼寧鐵嶺電廠

    華電

    2X600MW

    超超臨界

    2006

    37.1MPa,300℃

    電動

    Sipos5

     

    40 

    福州可門電廠

    二期工程

    華電

    2X600MW

    超臨界

    2007

    28.0MPa,285℃

    電動

    Rotork

     

    41

    浙江寧海電廠

    二期工程

    國華

    2X1000MW

    超超臨界

    2007

    37.1MPa,300℃

    液動

     

    42

    河北灤河承德

    電廠

    國電

    2X330MW

    亞臨界

    2007

    25.830MPa,270℃

    液動

     

    43

    云南滇東電廠

    三期工程

    魯能

    4X600MW

    亞臨界

    2007

    23.36MPa,282℃

    電動

    Rotork

     

    44

    開封火電廠

    中水

    2X600MW
    超臨界

    2007

    37.00Mpa, 290.9℃

    電動Auma

     

    45

    湖南漣源電廠

    華電

    2X330MW
    亞臨界

    2007

    28MPa,270℃

    電動

     

    46

    印度騰達(Mundra)電廠

     

    2X330MW
    亞臨界

    2007

    28.5MPa,270℃

     

    液動

     

    47

    哈爾濱熱電

     

    2x300MW
    亞臨界

    2008

    28MPa,270℃

    電動

     

    48

    安徽當涂電廠

    大唐

    2X600MW
    超臨界

    2008

    35.3MPa,290℃

    電動

     

    49

    渭河電廠

    大唐

    2x300MW
    亞臨界

    2008

    28MPa,270℃

    電動

     

    50

    灞橋電廠

    大唐

    2x300MW
    亞臨界

    2008

    28MPa,270℃

    電動

     

     

    2 高加旁路三通閥的現(xiàn)場試驗
    2.1 高加旁路三通閥的“拒動”故障
    在儀用壓縮空氣系統(tǒng)安裝完畢,電磁閥控制氣
    源、薄膜閥驅(qū)動氣源連接檢查正確、完畢之后,儀用壓縮空氣系統(tǒng)投入0.6~0.7MPa的儀用壓縮空氣,首先對空氣管路進行清洗吹掃,確保管路空氣的清潔。根據(jù)系統(tǒng)安全需要,高加旁路三通閥專門備用200L儲氣罐,并有彈簧管壓力表監(jiān)視空氣壓力。在三通閥試驗中,首先電磁閥不勵磁,緩慢開啟氣源一次門給儲氣罐充氣,當壓力上升至0.45MPa時,1號薄膜閥C1排氣口大量排氣,系統(tǒng)壓力不能升至設(shè)計工作壓力,三通閥保持原態(tài);關(guān)掉氣源,給電磁閥勵磁,緩慢開啟一次門,當壓力至0.46MPa時,2號薄膜閥C2排氣口大量排氣,系統(tǒng)壓力不能升至設(shè)計工作壓力,三通閥“拒動”。

    2.2 三通閥“拒動”的原因分析
    表2 三通閥“拒動”的原因分析序號可能存在的原因采取的相應(yīng)對策對策執(zhí)行情況結(jié)論1儀用空氣系統(tǒng)氣源連接不對按照設(shè)計圖S1-46-22609施工照圖施工OK2電磁閥、薄膜閥接口配管不對分析各控制設(shè)備工作狀態(tài)配管1OK
    3電磁閥、薄膜閥、三通閥故障安裝前單獨試驗,三通閥解體檢修全部試驗、檢修OK
    4儀用空氣帶雜質(zhì),活塞卡澀管路*吹掃,活塞檢修*吹掃、檢修OK
    5儀用空氣系統(tǒng)壓力不夠空壓機啟動系統(tǒng)檢漏,壓力監(jiān)視檢漏,監(jiān)視壓力OK
      注:表中“OK”表示已滿足系統(tǒng)要求。
    根據(jù)表2的分析,安裝方面不存在促使三通閥“拒動”的原因,只有從設(shè)計方面考慮。據(jù)羅方提供的“三通閥氣源連接圖(S1-46-22609)”,電磁閥的控制氣源和薄膜閥的驅(qū)動氣源均從空氣母管處取得,且距離很近。以系統(tǒng)保護動作,旁路投入為例:
    當電磁閥被勵磁1-3接口接通時,2號薄膜閥閥芯產(chǎn)生位移,使驅(qū)動氣源在A2、B2、C2接口處切換。在這個本短暫的切換過程中,會出現(xiàn)短暫的三口皆通的情況,即A2-B2-C2皆通,使得壓縮空氣瞬間泄壓。由于控制氣源和驅(qū)動氣源接口距離很近,驅(qū)動氣源的大流量排氣,同時使得控制氣源壓力降低,造成薄膜閥的切換動作因壓力不足而停滯,此時通過電磁閥作用于薄膜閥隔膜上的上頂力和通過薄膜閥B2入口作用于薄膜閥閥芯上的下壓力,將因為在瞬間達到力的平衡并得以保持。因此,2號薄膜閥的A2、B2、C2接口持續(xù)接通,工作氣源泄壓時又受到系統(tǒng)氣源的補充,使得氣源壓力得以維持(約為0.45MPa),工作壓力不足從而促使了三通閥的“拒動”。所以,電磁閥和薄膜閥的氣源接口距離過近是故障產(chǎn)生的關(guān)鍵所在。
    另外,羅方設(shè)計的儲氣罐連氣方式也有不妥。為起到穩(wěn)定系統(tǒng)壓力的作用,儲氣罐相當于一個氣容元件,因此儲氣罐必須串行接入系統(tǒng),空氣用戶從罐后取壓。
    3 三通閥氣動控制回路的改進
    根據(jù)儀用壓縮空氣系統(tǒng)的安裝實際情況,把原羅方設(shè)計所提供的電磁閥控制氣源接口封堵;同時,在高加旁路三通閥儀用空氣的氣源總接口的上游約3m處,從壓縮空氣母管上單獨引出一路電磁閥控制氣源,以與薄膜閥的驅(qū)動氣源遠離。儲氣罐連氣方式按照以上分析要求進行改進。改進后高加旁路三通閥氣動控制回路如圖2所示,三通閥動作過程中空氣壓力場的分布見圖3。圖2 改進后高加旁路三通閥氣動控制回路高于一般工業(yè)樓面活荷載,ρ值在3以上。因此,可以說老主廠房樓面結(jié)構(gòu)的可靠度水準較高。2.6 《統(tǒng)一標準》對各類構(gòu)件的β值作了適當調(diào)整,同老規(guī)范相比,鋼筋混凝土受剪構(gòu)件的β值提高了21.3%,而大偏壓構(gòu)件卻降低了12%,鋼筋混凝土軸

    壓、受彎構(gòu)件的β值與老規(guī)范基本一致。這也進一步說明現(xiàn)有主廠房主要構(gòu)件用現(xiàn)行標準衡量大部分是安全適用的。
    3 主廠房結(jié)構(gòu)抗震能力分析
    一些老的火電廠原屬6度地震區(qū),1986年前后有的改為7度地震區(qū),抗震設(shè)計標準前后也發(fā)生了較大的變化。過去的結(jié)構(gòu)如果用現(xiàn)行標準去驗算它的抗震能力,顯然無法滿足標準的要求。這里試從“概念設(shè)計”總的原則來分析它的抗震能力。
    “概念設(shè)計”是從59.78規(guī)范抗震設(shè)計基本要求引伸出來的重要抗震設(shè)計原則,擴展了78規(guī)范第4條的具體要求,例如強調(diào)建構(gòu)筑物的抗震能力與場地條件的關(guān)系,要求建構(gòu)筑物體型簡單,重量、剛度分布均勻?qū)ΨQ,平立面形狀規(guī)則等。從現(xiàn)有廠房建筑場地、地基、結(jié)構(gòu)、體系、平立面布置、建筑材料、施工質(zhì)量等方面來檢查,原設(shè)計既符合59.78規(guī)范抗震設(shè)計基本要求,又與現(xiàn)行規(guī)范“概念設(shè)計”的重要原則是一致的。因此,可以認為現(xiàn)有主廠房結(jié)構(gòu)有一定的抗震能力。
        另外,把提高結(jié)構(gòu)抗震能力和承載能力的補強措施結(jié)合起來。例如加強屋面結(jié)構(gòu)系統(tǒng),拆換時效敏感的預(yù)應(yīng)力屋架,增補提高抗震能力的支撐。同時,把那些屬于脆性破壞的結(jié)構(gòu),列為處理的重點。例如提高框架橫梁抗剪強度,拆換或加強現(xiàn)有廠房磚外墻,增加墻體與柱的拉結(jié)等。在可能條件下采取有效措施,一方面提高結(jié)構(gòu)抗震能力,另一方面滿足提高承載能力的需要。補強措施要考慮到技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理和方便施工。
    通過以上分折,明確了廠房各種類型結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力和結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),總的可以認為廠房主體結(jié)構(gòu)安全有效,有一定的抗震能力。因此,一批超過設(shè)計基準使用期限的火電廠只要根據(jù)需要采取適當補強措施,*可以適應(yīng)生產(chǎn)技改和使用的要求??諝鈮毫龇植记€三通閥氣動控制回路改進后,經(jīng)過現(xiàn)場試驗,工作可靠。
    4 結(jié)束語
    高加旁路三通閥是高加保護的一個重要設(shè)備,為保證系統(tǒng)的安全運行,三通閥的動作切換必須可靠、穩(wěn)定,這一點尤為重要。對于高加旁路三通閥的氣動控制回路,除了上述對電磁閥控制氣源的接口作了現(xiàn)場改進以外,我們還考慮改變薄膜閥進氣-排氣-出氣的接口位置,以進一步完善系統(tǒng)設(shè)計。這將作為一個新課題,在以后類似的工程中進行現(xiàn)場試驗和論證。