介紹了某亞臨界600 MW機(jī)組再熱閥的工作原理,并結(jié)合實(shí)例對該機(jī)組再熱閥閥碟斷裂事故過程及原因做了分析,提出了該型機(jī)組安全運(yùn)行中的注意事項(xiàng),如再熱閥開啟前應(yīng)注意暖閥,開啟時(shí)將再熱蒸汽壓力調(diào)節(jié)至0.3 MPa以下,以及改進(jìn)再熱閥前后旁通管節(jié)流孔尺寸等。

　　再熱閥安裝在再熱管管路中，位于再熱器和中壓調(diào)節(jié)閥之間，作為再熱調(diào)節(jié)閥的備用設(shè)備，當(dāng)超速跳閘機(jī)構(gòu)動作，汽輪機(jī)跳閘、調(diào)節(jié)閥失靈時(shí)再熱閥將關(guān)閉。某600MW機(jī)組再熱閥閥蝶斷落后，無論其所在位置是全部隔斷或是節(jié)流中壓進(jìn)汽，勢必造成單側(cè)中壓進(jìn)汽，會影響機(jī)組的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1、再熱閥結(jié)構(gòu)

　　塔山電廠一臺600MW機(jī)組再熱閥為撲板式結(jié)構(gòu)，由懸掛在旋轉(zhuǎn)軸上的再熱閥閥蝶以及通過鍵與旋轉(zhuǎn)軸相連的閥蝶搖臂所組成(圖1)。旋轉(zhuǎn)軸通過連桿與油動機(jī)活塞桿相連接，油動機(jī)油缸活塞向上移動帶動連桿轉(zhuǎn)動而打開閥蝶。該閥碟材料為30Cr1Mo1V，采用整體鑄造，閥前蒸汽壓力3.2MPa，溫度538℃。由于撲板式結(jié)構(gòu)的蝶閥無預(yù)啟功能，所以在閥蝶的前后設(shè)置有旁通管，以使作用在蝶閥兩側(cè)的蒸汽壓力比較均勻，減小蝶閥開啟阻力。

圖1 再熱閥結(jié)構(gòu)及閥碟斷裂位置

2、高排溫度異常現(xiàn)象

　　本機(jī)組為高中壓缸聯(lián)合起動，機(jī)組掛閘后，調(diào)節(jié)閥、再熱閥全開，機(jī)組沖轉(zhuǎn)由主汽閥及再熱調(diào)節(jié)閥聯(lián)合控制轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速達(dá)2900r/min后進(jìn)行閥門切換。冷態(tài)起動參數(shù)設(shè)計(jì)值為：主蒸汽壓力5.9MPa、溫度340℃;再熱蒸汽壓力1.0MPa、溫度300℃。機(jī)組于2008年6月16日首次冷態(tài)起動，考慮到冷態(tài)暖機(jī)，機(jī)組起動前稍微降低沖轉(zhuǎn)參數(shù)以提高進(jìn)汽流量，縮短暖機(jī)時(shí)間。調(diào)整后的沖轉(zhuǎn)參數(shù)為：主蒸汽壓力5.0MPa、溫度340℃;再熱蒸汽壓力0.6MPa、溫度300℃。機(jī)組掛閘時(shí)，左側(cè)再熱閥開啟順利，而右側(cè)再熱閥在此參數(shù)下無法開啟，需將再熱壓力降至0.3MPa以下時(shí)才能開啟，當(dāng)時(shí)判斷認(rèn)為再熱閥閥蝶前后旁通管(直徑d52mm)上節(jié)流孔(直徑d25mm)設(shè)計(jì)值偏小導(dǎo)致閥蝶前后差壓過大所致。

　　機(jī)組于2008年6月18日第1次并網(wǎng)，在并網(wǎng)最初幾小時(shí)，維持150MW負(fù)荷運(yùn)行，高壓缸排汽(高排)溫度為320℃(計(jì)算值為284℃)，當(dāng)時(shí)因高壓加熱器(高加)汽側(cè)有漏點(diǎn)需處理而未及時(shí)投入。后機(jī)組升負(fù)荷至160MW時(shí)，高排溫度最高值曾一度達(dá)到356℃(計(jì)算值為319℃)，但由于高壓缸的實(shí)際做功能力一般低于設(shè)計(jì)值，故實(shí)際的高排溫度普遍高于計(jì)算值7~10℃，而在當(dāng)前的負(fù)荷工況下，高排溫度應(yīng)在300℃以下。現(xiàn)場試投高加，高排溫度下降至330℃，后又開啟高排通風(fēng)閥，高排溫度下降至295℃。

3、高排溫度異常原因

　　對于機(jī)組出現(xiàn)的高排溫度異常現(xiàn)象，分析認(rèn)為有以下幾點(diǎn)原因：(1)高壓缸排汽逆止閥未全開;(2)鍋爐再熱系統(tǒng)存在汽阻，導(dǎo)致高壓缸排汽不暢;(3)再熱閥或再熱調(diào)節(jié)閥全開狀態(tài)屬于假象;(4)汽輪機(jī)高壓缸通流部分效率偏低。

　　為了進(jìn)一步查找原因，現(xiàn)場對高排逆止閥進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)其限位桿長度稍短，加長限位桿可全開高排逆止閥，高排溫度無明顯變化。此時(shí)高加全部投入，高排溫度維持于325℃。

　　2008年6月21日，機(jī)組主蒸汽壓力達(dá)到額定值16.7MPa，再熱蒸汽壓力已達(dá)3.4MPa(設(shè)計(jì)值3.2MPa)，機(jī)組負(fù)荷為530MW，機(jī)組額定負(fù)荷缺失70MW以上，再熱蒸汽的節(jié)流現(xiàn)象已十分明顯。由此推斷，再熱閥或再熱調(diào)節(jié)閥全開狀態(tài)屬于假象。降負(fù)荷至300MW時(shí)進(jìn)行閥門活動性試驗(yàn)，主汽閥及調(diào)節(jié)閥動作正常，右側(cè)再熱閥及再熱調(diào)節(jié)閥動作正常。對左側(cè)再熱閥及再熱調(diào)節(jié)閥試驗(yàn)，當(dāng)分別全關(guān)時(shí)，負(fù)荷和再熱蒸汽壓力無變化，同時(shí)關(guān)閉左側(cè)1、3號再熱調(diào)節(jié)閥，負(fù)荷和再熱蒸汽壓力也無變化。結(jié)合掛閘沖轉(zhuǎn)時(shí)左右再熱閥開啟不一致現(xiàn)象，顯然左側(cè)再熱閥閥蝶與蝶閥搖臂脫離(圖3~圖5)而實(shí)際處于全關(guān)狀態(tài)。

圖2 完整閥碟

圖3 閥碟斷面

圖4 閥桿斷面

圖5 斷落后閥桿

　　同類事故近幾年在該型號機(jī)組閥門上曾多次發(fā)生，如2006年大唐寧德電廠1、2號機(jī)組在調(diào)試階段均發(fā)生了閥碟斷落事故，斷裂位置基本相同。該事故應(yīng)為閥門結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷所致。因此，應(yīng)對該型號再熱閥構(gòu)建有限元模型、施加典型參數(shù)下的邊界條件進(jìn)行溫度場及應(yīng)力場的分析，進(jìn)一步查出閥桿斷裂的設(shè)計(jì)原因。

4、結(jié)語

　　再熱閥閥蝶斷落現(xiàn)象近幾年在該類型機(jī)組上已多次出現(xiàn)，對于機(jī)組的安全運(yùn)行造成很大隱患。再熱閥閥蝶斷落后機(jī)組單側(cè)進(jìn)汽容易造成機(jī)組左右膨脹不均，發(fā)生跑偏現(xiàn)象。為預(yù)防同類事故發(fā)生特提出以下建議：

　　(1)在再熱閥開啟前做到充分暖管、暖閥，以消除閥碟與閥桿連接過渡處的應(yīng)力集中。

　　(2)在開啟再熱閥時(shí)，將再熱蒸汽壓力調(diào)整至0.3MPa以下。

　　(3)在條件允許情況下，建議改進(jìn)再熱閥閥碟前后旁通管上節(jié)流孔尺寸，以利更好地平衡閥碟前后壓力差。