汽轮机停机电磁阀在哪里（转载--1000MW汽轮机高调阀有异音）
汽轮机停机电磁阀在哪里（转载--1000MW汽轮机高调阀有异音）(3) 异音随阀门开度的增大而逐渐减小 当阀门开度大于3 %时 异音立即消失；(2) 异音只存在于暖机阶段 此时调阀开度为2 %—3 % 阀芯与阀座距离为2—3 mm；高、中压主汽门是一个内部带有预启阀的单阀座式提升阀。主汽门打开时 阀杆带动预启阀先行开启 从而减少打开主汽门阀碟所需要的提升力 以使主汽门阀碟可以顺利打开。高、中压调节阀则为单阀座式提升阀 内部未设置预启阀 只在阀碟上设置平衡孔 以减小打开调门所需的提升力(机组运行时)。各主汽阀及调节阀分别由独立的油动机开启 由弹簧力关闭 可靠性高。该电厂2号汽轮机组于2014-03-15后 每次启动进入360 r/min的暖机阶段时 2号高压调节阀均会产生相同频率的异音 主要有如下现象。(1) 异音频率主要是180 Hz的低频信号；
来源：刘永民 汽机监督
［摘要］针对某电厂超超临界1 000 MW机组高调阀在机组启动中产生异音问题，分析了异音产生的原因为边棱噪声，对缺陷阀座采取了现场重新堆焊、车削加工修复措施，彻底根除了高调阀的异音问题，并提出了相应的防范措施。
刘永民 广东惠州平海发电厂有限公司
0 概述某电厂2号汽轮机组是上海汽轮机厂生产的N1000-26.25/600/600型西门子超超临界、一次中间再热、单轴、四缸四排汽1 000 MW机组。该机组高、中压缸分别配置2个阀壳合为一体的高压联合进汽门和2个阀壳合为一体的中压联合进汽门 分别布置在高、中压缸两侧。高联门通过大型螺母与汽缸直接连接 无导气管；中联门通过法兰与汽缸直接相连 无导气管。【汽机监督】
1 汽门结构高、中压主汽门是一个内部带有预启阀的单阀座式提升阀。主汽门打开时 阀杆带动预启阀先行开启 从而减少打开主汽门阀碟所需要的提升力 以使主汽门阀碟可以顺利打开。高、中压调节阀则为单阀座式提升阀 内部未设置预启阀 只在阀碟上设置平衡孔 以减小打开调门所需的提升力(机组运行时)。各主汽阀及调节阀分别由独立的油动机开启 由弹簧力关闭 可靠性高。
2 故障现象该电厂2号汽轮机组于2014-03-15后 每次启动进入360 r/min的暖机阶段时 2号高压调节阀均会产生相同频率的异音 主要有如下现象。
(1) 异音频率主要是180 Hz的低频信号；
(2) 异音只存在于暖机阶段 此时调阀开度为2 %—3 % 阀芯与阀座距离为2—3 mm；
(3) 异音随阀门开度的增大而逐渐减小 当阀门开度大于3 %时 异音立即消失；
(4) 异音出现时 阀体振动也相应增大0.03 mm。
3 原因分析3.1 阀门开度小涡流噪声是阀门流噪声的重要组成 由流体流动时的漩涡引起。根据连续方程和动量方程 Powell推导出了涡声理论 提示了涡与声的关系：在不考虑流动粘性和等熵条件下 流线在速度梯度的影响下发生拉伸变形 进而形成涡流。涡流噪声来源于涡的拉伸和破裂 仅在出现漩涡的地方才会发声。因此 阀门开度越小 密封面附近的高速涡流噪声、湍流脉动噪声越大；阀门开度越大 流动越平稳、流畅 阀门涡流噪声越小。根据汽轮机厂高调阀阀座图纸 厂家已对密封面附近、圆腔弧线、敏感尖角进行倒圆处理 且阀座流道采用流线形设计 能起到良好降噪的效果。此外 与其他高、中压调阀相比 在阀门开度相同时 其余调阀均未产生类似的噪声 因此可以排除因阀门开度过小产生涡流噪声的可能。
3.2 高调阀零部件松动机械振动噪声指的是因机械设备运行时 部件间的摩擦力、撞击力或非平衡力使机械部件和壳体发生振动 从而产生噪声。从高调阀结构分析 存在当阀门开度小时气流引起阀杆振动 引起异音的可能。针对这种存在的可能性 就地对阀体的异音及阀杆的振动频率进行测量 两者的频率不相同。因此 可以排除该可能性。
为进一步确定判断的准确性 对2号高调阀与2号机组的其他7台汽门振动及声音进行频谱测量 发现其振动频率与其他7台汽门无差异 以工频为主 但声音频率存在较大的差异。同时 对汽门外部的紧固件及弹簧支架进行检查 均未发现松动情况。因此 可排除因阀门零部件松动而产生机械振动噪音的可能。
3.3 高调阀阀座与阀芯间产生边棱音效应边棱音是由窄缝出来的气流或液流喷注遇到正对着的边棱时所发出的声音。边棱音发声系统主要由1个喷嘴和正对喷嘴放置的楔形物组成。高速气体射流从喷嘴喷出 冲击边棱 在边棱尖端处分开 在边棱上下表面形成不对称的涡街 从而发出一定强度和频率的声音 如图1所示。如果2号高调阀产生边棱音 阀座就存在不平整(凹坑)的缺陷 在阀门刚开启阶段 阀座与阀芯之间组成边棱音发声系统 引发边棱音效应 从而产生异音。
图1 边棱音效应的结构示意
此外 边棱音的强度与喷射到边棱的气流速度有关 气流速度越大 产生的边棱音越强 这也解释了阀门异音随着阀门开度的增大 异音逐渐减弱最后消失的情况。在调节阀开启过程中 边棱效应先后经历了高速涡形成、发展及削弱消失的过程。在调节阀开启初始期 压力在调节阀前后发生了陡降 在边棱上下表面形成强度较大的不对称涡街 从而产生较强的噪声区。随着调节阀开度的增加 调节阀前后的压力降也逐渐减小 在边棱上下表面形成的涡街逐渐减弱 边棱音也随之减小 直至减弱至被其他声音淹没 如图2所示。【汽机监督】
4 处理及预防措施4.1 缺陷处理鉴于上述分析 初步判断2号高调阀阀座可能存在缺陷。在2017年2号机组大修期间 对2号高调阀进行解体检查 发现阀座整圈存在深0.30—0.80 mm、宽5—8 mm的凹坑 如图3所示 这是汽门产生异音的根本原因。
图2 高调阀阀芯阀座边棱音效应示意
图3 2号高调阀阀座检查结果
在开度较小时 存在凹坑的阀座与阀芯组成一个典型的边棱音系统 高速气体射流从阀芯阀座间喷出 冲击凹坑的边棱 在边棱尖端处分开 形成不对称的涡街 从而发出一定强度和频率的声音。
针对2号高调阀阀座缺陷 对其采取现场重新堆焊、车削加工修复处理。机组于2018年1月启动 2号高调阀开度为2 %—3 %时 不再产生异音。机组后续启动时 也从未产生异音。至此 高调阀的异音问题得到了根治。
4.2 预防措施为防止高、中压调阀再次出现边棱音情况 可以从如下几个方面进行预防。
4.2.1 加强对汽门声音的监测
日常巡检每天对阀门声音监测2次 如有异常 则增加监测次数。
4.2.2 建立汽门声音监测台账
在机组起停或正常运行时 对汽门的声音进行频率测量 监测其声音频率是否存在较大的变化 并录入监测台账。【汽机监督】
4.2.3 减少汽门活动性试验
在机组阀门活动性试验时 在油动机弹簧关闭时会产生非常大撞击力 容易使产生裂纹的硬质合金密封面碎裂而形成凹坑 故应减少试验次数。
4.2.4 加强对汽门阀座状态进行的检查
在条件允许的情况下 利用停机检修机会对汽门进行解体 检查其阀座与阀芯硬质合金密封面的密封度、是否起壳 进行着色探伤检查有无裂纹等异常状况。
4.2.5 其他
(1) 机组停运时 要密切关注机组停机曲线及汽轮机惰走时间是否正常。
(2) 机组运行和调停时 要密切注意高、中压主汽门和高、中压调门蒸汽流量的变化趋势 切实做好对应阀门蒸汽泄漏量的记录。
(3) 尽量减少快冷装置的投运 如必须采取 应将温度下降率严格控制在允许范围内 防止因过大的温差应力引起阀座合金密封面与阀体母材间焊缝处产生裂缝或脱落产生凹坑。
5 结束语随着西门子超超临界1 000 MW机组运行年限的增多 其汽门缺陷会逐渐暴露 如高调阀阀座凹坑引发边棱噪音等问题。如果能及时、有效的对异常现象进行细致、认真的检查和分析 并制定有效的处理及预防措施 可有效防止不安全事件的发生 确保机组长周期安全稳定运行。
参考文献：
1 邸惠芳 吴胜举.低速边棱音的振动特征[J].声学技术 2014 4(3)：227-231.
2 张天胜.汽轮机中压调门阀座密封面现场修复方案[J].电力安全技术 2011 13(7)：57-60.
您还可以参考：
1、案例｜汽机高压导汽插管密封环漏汽，导致前箱异音和高频振动
2、西门子超超临界汽轮机问题分析与改进
3、上汽-西门子汽轮机常见问题及措施建议
