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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 |
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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 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-26 20:02:00  |
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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
一、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HG1025—18.2/540/540—PM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。
二、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
19.0
MPa
正常工作压力
13.5~18.0
MPa
正常工作温度
170
℃
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
MPa
最小汽/水压差
0.5~1.0
MPa
最大汽/水压差
8.0
MPa
调门至减温器的高度(安装位置)
50
m
正常工作流量
10~40
t/h
最小工作流量
0
t/h
最大工作流量
80
t/h
表2 #5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
22.0
MPa
正常工作压力
13.5~18.0
MPa
正常工作温度
170
℃
正常汽/水压差(减温水母管与过热蒸汽)
1.0~1.5
MPa
最小汽/水压差
0.5~1.0
MPa
最大汽/水压差
8.0
MPa
调门至减温器的高度(安装位置)
72
m
正常工作流量
15~50
t/h
最小工作流量
0
t/h
最大工作流量
120
t/h
三、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。
四、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
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
1、 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。
2、 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。
3、 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。
4、 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。
五、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
联系地址：山东省德州市华能德州发电厂机务检修部锅炉专业（华兴路10号）
联系电话：0534—2432313（办公室）0534—2892555
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