9F燃气-蒸汽联合循环机组汽缸变形分析与处理措施

9F燃气-蒸汽联合循环机组汽缸变形分析与处理措施

温小坤

东莞深燃天然气热电有限公司 广东东莞 523000

摘要：9F燃气-蒸汽联合循环机组总体运行过程，若汽缸产生了变形问题，则机组总体运行安全无法得到保证。鉴于此，本文主要探讨9F燃气-蒸汽联合循环机组当中汽缸变形及其处理措施，旨在为业内相关人士提供参考。

关键词：燃气-蒸汽联合循环；9F燃气；汽缸变形；浮动式主汽门；处理措施

前言

9F燃气-蒸汽联合循环机组实际运行过程，往往容易有汽缸变形方面问题产生，对机组总体运行安全及稳定造成威胁。因而，对9F燃气-蒸汽联合循环机组当中汽缸变形及其处理措施开展综合分析较为必要。

1、汽缸变形问题现状

对某9F燃气-蒸汽联合循环机组开展检修工作期间，需要对于汽轮机总体通流间隙实施测量及详细记录，隔板直接连接着汽缸，转子结构相对独立。阻汽片整个表面和转子表面间距变化，能够将汽缸所产生变形情况集中反映出来。选取高压缸的隔板部位上阻汽片和转子表面间距为对象，高压缸当中所设隔板共有12级，由高压式主蒸汽的管道进汽一端至再热冷段整个管道出汽一端部位编号依次为N1～N12。测定上下汽缸的结合面左右两侧位置阻汽片整个表面和转子表面间距。为确保检修操作达到更高质量及效率，则检修操作各节点上需要精准测定通流间隙，最终结果如表1所示。从中可了解到，工况一所开展检测时间是首次揭缸检修之后，转子此时并未吊起，且未开始对管道阀门实施检修操作，测量数据能够将检修前期该通流间隙实际状态反映出来；工况二是转子复装之后首次测量操作，主汽管道阀门此时已经着手开始检修操作，测量数据能够显示出隔板、转子、阻汽片等明显并不同心，检修技术员此时并未考虑到有汽缸变形方面问题产生，准备对隔板位置进行调整后，确保隔板、转子、阻汽片能够同心，并促使该通流间隙可以与标准要求相符；工况三当中显示数据则是调整处理完成之后的相关测量数据；针对工况四，是检修末期阶段准备重新实施扣缸前期，对于通流间隙开展最后一次的现场测量操作，主汽管道阀门此时已经予以检修重装。针对工况四所显示测量数据，其能够将左右两侧位置间隙数据所存在的不对称现象反映出来，汽缸和隔板整个组合体逐渐向着x轴负方向呈变形趋势，由进汽端至m汽端，总体变形量呈缩小趋势[1]。那么，与工况二之下测量数据比较起来，工况二基础条件之下，间隙分布基本相一致，但方向明显相反。如此就表明了可能工况三之下所开展调整处理操作错误，而针对工况二条件之下所获取到实测数据异常，则是因汽缸变形所致。

表1 现场检测最终结果数据

2、成因分析及其处理措施

2.1成因分析

检修工作实践中，发生汽缸变形情况，需对汽轮机整个检修工序进行细致分析，本次分析未发现存在着操作不当、测量方法错误等情况，数据测量的过程是依照实际要求规范化实施的，测量结果数据有一定可靠性。故考虑到汽缸连接的管道力矩或推力改变情况下，致使汽缸变形。考虑到管道布设和检修操作，连接着高中压缸的主管道当中，高压主蒸汽整个管道和再热段管道由于对主汽门实施检修操作，需要逐一拆卸阀芯、阀门盖板、阀门整个控制结构等。高压式主蒸汽整个管道属于一路管道连接着汽缸部分，上方设有一组高压式主汽门，而再热段部分管道被分成了两路支管连接着汽缸，每路支管需设一组中压主汽门。经过现场开展吊装测试操作后发现，对各组主汽门实施检修操作当中，被拆卸的阀芯、盖板、阀门控制总体结构等部件实际质量均在3t左右范围，开展机组检修操作时候，拆卸检修现有的三组阀门，经过现场实施检查后发现，阀门拆卸之后该管道竖直方向有明显的位移变化情况出现，因阀门拆卸总体质量相对较大，该阀门位置设有恒力吊架，所输出载荷相对恒定，管道与阀门总体质量降低情况下，吊架实际所输出载荷维持不变，拉动着管道逐渐向上位移[2]。为进一步分析并了解管道阀门实际检修过程当中对于汽缸产生影响情况，则需选取CAESAR II系统软件，将高压式主蒸汽的管道及再热段管道基础计算模型有效构建起来，结合现有各项设计资料，再将正常工况之下理论冷态相应计算模型确立起来，各吊架载荷则维持恒定，把三组的主汽门实际质量缩小3 t之后，处于冷态工况之下开展计算分析工作，便于模拟分析该阀门总体检修工况，对比分析两组不同工况条件之下，管道对于汽缸力矩（M）、推力（F）产生影响。那么，经实施计算分析之后了解到，阀门检修这一工况条件之下，三组管道整个接口端口部位力矩（M）、推力（F）均呈增加趋势，y方向位置力矩变化最为突出。机组检修过程当中，揭开上汽缸，仅下汽缸部位受力，该汽缸刚度总体降低显著，主连接管道整个端口部位力矩（M）、推力（F）增加条件之下，高中压式汽缸处于中部的进汽管道实际聚集部位有严重变形情况出现。处于阀门检修这一工况条件之下，吊架拉动着管道逐渐向上产生位移，汽缸接口端当中首个弯头位置所产生一次应力有明显增加趋势，威胁着管道总体的运行安全。

2.2处理措施

以往设计过程当中通常只是考虑到正常设计的如运行热态及停机冷态等工况条件之下力矩、推力，保证其处于合格范围当中，但未考虑到检修过程当中阀门拆卸情况下管道端口部位力矩和推力情况。针对固定式主汽门，对拆卸阀门实施检修处理不会影响到管道位移，且不会致使管道端口部位力矩和推力变化情况出现；针对浮动式主汽门，会致使管道端口部位力矩和推力产生变化情况，诱发汽缸的变形问题。故对主汽门实施检修处理过程当中，应当先妥善固定管道。固定管道方面，可供选取锁定恒力吊架、直接固定这两种方法为主。因现场恒力吊架位置相对较高，恒力吊架实际锁定结构欠缺完整性，实操过程不具良好便捷性及可操作性；管道直接固定这种方法，即对阀门前后整个两端位置，选取槽钢所制作而成的框架，直接把管道箍住，且将其焊接固定至钢梁上面。此固定方法之下往往有较大的施工量，安装拆卸不具便捷性。所以，现阶段还可以应用浮动式主汽门现场检修过程当中的一种固定结构，在确保原吊架结构不被改变基础上，用原吊杆，对阀门下面设反向刚性的相应承载结构，促使阀门处于竖直方向位置实现双向固定。固定结构前期安装过程，螺纹吊杆位置应当先增设一颗六角形的螺母，把它固定至阀门吊耳整个上方位置，起到反向承力的作用；再由上至下设置花篮螺丝及左右两侧螺纹吊杆，而后，设U形耳子及其单孔吊板；对固定结构总体高度予以合理调节，确保其高度能够到生根梁整个上表面部位，实施焊接固定处理。结束检修之后，花篮螺丝松弛到固定结构基本上无受力状态下，把U形耳子部位组件螺栓拆卸，固定结构则可实现完全松弛。下次实施检修操作，重新安装该螺栓，将花篮螺丝收紧到刚性结构总体受力状态，则阀门处于竖直方向得以妥善固定。

3、结语

综上所述，在设计过程中主汽门位置设有恒力吊架，但对竖直方向位移未落实固定处理工作。主汽门拆装所致管道位移明显变大，致使管道端口部位力矩和推力均出现明显增加的情况也会导致汽缸变形量出现。对此，建议推广并应用浮动式主汽门现场检修过程当中需采取一种固定结构，以确保原吊架总体结构不改变基础上，用原吊杆对阀门下面设反向刚性的一种承载结构，促使阀门处于竖直方向位置得以双向固定，有效避免汽缸变形情况的出现。

参考文献：

[1]杜葆强,张朝阳,胡明明,等.9F级燃气-蒸汽联合循环供热机组循环冷却水电化学处理试验研究[J].全面腐蚀控制,2021,35(2):36-41

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[2]华趣仪.9F燃气-蒸汽联合循环机组热态启停经济性分析及优化[J].中国设备工程,2023(11):106-108.