高壓主汽門油動(dòng)機(jī)冷卻裝置改造研究

黎 強(qiáng) 唐廣宇 邵 紅 袁 育 卞淑祥

華能集團(tuán)蘭州熱電有限責(zé)任公司 甘肅 蘭州730030

1 引言

哈汽350 MW機(jī)組由引進(jìn)型機(jī)組進(jìn)行借鑒、改進(jìn)而形成了許多新機(jī)型,如73D、141B、141C、CH02、CHK02等機(jī)型。但由于結(jié)構(gòu)方面的原因,如高主油動(dòng)機(jī)油尾部離汽缸壁比較近,造成油動(dòng)機(jī)溫度比較高,將油缸包到保溫層中,導(dǎo)致油動(dòng)機(jī)溫度更高。從而對(duì)機(jī)組安全運(yùn)行及油質(zhì)控制造成威脅,所以必須針對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)有效的改造,降低油動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行中的溫度。

2 項(xiàng)目背景

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

機(jī)組自2018年投運(yùn)以來(lái),高壓主汽門油動(dòng)機(jī)由于構(gòu)造原因,距離主汽門熱源過(guò)近,熱量無(wú)法有效散發(fā),油動(dòng)機(jī)運(yùn)行中模塊尾部溫度嚴(yán)重超溫,造成 抗燃油變質(zhì)老化,酸值和電阻率升高,多次發(fā)生伺服閥卡澀,損壞,主門無(wú)法開關(guān)調(diào)節(jié),需要在線更換伺服閥,導(dǎo)致機(jī)組異常降低出力。同時(shí)加快了系統(tǒng)內(nèi)脫酸濾芯的失效速度,增加運(yùn)維成本。

3 目前國(guó)內(nèi)同類機(jī)組改造方式

目前國(guó)內(nèi)同類型機(jī)組,為解決此問(wèn)題一般采用如下方案:

1.將原杠桿式傳動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)改造為鉸鏈?zhǔn)綀?zhí)行機(jī)構(gòu)取消復(fù)合鉸鏈結(jié)構(gòu),變?yōu)橛蛣?dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)閥門。操縱座采用碟片彈簧結(jié)構(gòu),增加石墨銅套滑架。油動(dòng)機(jī)采用的可調(diào)緩沖結(jié)構(gòu)。從而使油動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)離熱源。

改造原理圖

采用此方案改造,改造設(shè)備復(fù)雜,成本較高,生產(chǎn)周期長(zhǎng);同時(shí)改造直線延長(zhǎng)了閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)長(zhǎng)度,現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際空間必須滿足條件。

2.采用油動(dòng)機(jī)模塊上靠近熱源側(cè)加裝冷卻水套,通過(guò)冷卻水將熱量帶走。但此方案由于也受限于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際空間,加裝的冷卻水套體積過(guò)小,實(shí)際應(yīng)用后效果達(dá)不到預(yù)期。

4 本次改造方案

a)拆除油動(dòng)機(jī)附近的保溫層,重新制作保溫層,在保障機(jī)組效率的前提下,盡量使油動(dòng)機(jī)尾部全部暴露在空氣中。即使還有熱傳導(dǎo)過(guò)來(lái),使油缸溫度升高,但油缸完全露出來(lái)了,也有一部分熱量輻射出去,油缸的溫度也沒(méi)有原來(lái)那么高。

b)由于油動(dòng)機(jī)接近于汽缸壁,致使油動(dòng)機(jī)被包到保溫層中,先重新設(shè)計(jì)高主油動(dòng)機(jī),使高主油動(dòng)機(jī)軸向長(zhǎng)度縮短70毫米左右,高主油動(dòng)機(jī)被包進(jìn)去的長(zhǎng)度能縮短,吸收的熱量也隨之減小,油動(dòng)機(jī)的溫度從而可以降低。

c)油動(dòng)機(jī)尾部增加冷卻裝置,該裝置設(shè)計(jì)在后端蓋上,比油缸后端稍寬,內(nèi)部設(shè)計(jì)冷卻水道,同時(shí)通冷卻水,將汽缸壁傳來(lái)的熱量帶走,直接對(duì)油動(dòng)機(jī)降溫,以隔離汽缸壁傳來(lái)的熱量,同時(shí)更改材質(zhì),避免通水零部件的銹蝕。

d)同時(shí)在油動(dòng)機(jī)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(duì)油缸上于后端蓋冷卻水通道相連,進(jìn)行冷卻,冷卻水流經(jīng)A和后端蓋后進(jìn)入B,將保溫層熱傳導(dǎo)來(lái)的熱量也帶走。

e)變更油動(dòng)機(jī)安裝支架,在安裝支架前端增加活塞桿導(dǎo)向耐磨套,已此增加活塞桿和門桿連接部分的導(dǎo)向長(zhǎng)度,避免因?yàn)橐驗(yàn)殚y門執(zhí)行機(jī)構(gòu)杠桿原理產(chǎn)生的側(cè)向力,直接作用于油動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)無(wú)漏水、漏油現(xiàn)象、任何季節(jié)下油動(dòng)機(jī)端蓋溫度不超過(guò)60℃。

2)油動(dòng)機(jī)密封套的壽命周期會(huì)大大加長(zhǎng),可以堅(jiān)持一個(gè)檢修周期。

3)油動(dòng)機(jī)不會(huì)出現(xiàn)油溫高等問(wèn)題導(dǎo)致油質(zhì)清潔度惡化,伺服閥不會(huì)受高溫烘烤導(dǎo)致馬達(dá)損壞抖動(dòng)。

改造后油動(dòng)機(jī)零件內(nèi)部通道示意圖

結(jié)論

設(shè)備改造投運(yùn)后完全基本達(dá)到預(yù)期的性能效果,運(yùn)行期間油動(dòng)機(jī)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(fēng)險(xiǎn),有效提高設(shè)備使用壽命,防止模塊長(zhǎng)期超溫造成密封件損壞的停機(jī)事故;同時(shí)可有效避免EH 油在設(shè)備局部超溫長(zhǎng)期運(yùn)行下酸值提高引起油質(zhì)惡化的風(fēng)險(xiǎn),改造實(shí)施簡(jiǎn)單,費(fèi)用不高,改造后效果良好,系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單。投運(yùn)后現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)模塊尾部溫度由原來(lái)的110-130℃,降低至50℃以內(nèi)。