大唐七台河发电有限责任公司 七台河 154600
摘要：大唐七台河发电有限责任公司热网抽汽系统采取中排打孔抽汽的方式，在连通管低压缸进汽口垂直管段处设置液动抽汽控制蝶阀，抽汽管自连通管引出后依次加装气动逆止阀、液动快关阀、液动调节阀。机组供热期间液动蝶阀频繁出现故障，导致热网系统运行不稳定，无法满足城市供热要求。本文从蝶阀故障原因、解决方法及提升供热抽汽能力等几方面进行分析，得出保障城市供热的实施方案。
关键词：供热机组；液动蝶阀；故障分析；供热保障
0 前言
大唐七台河发电有限责任公司一期350MW汽轮机是美国GE公司生产的亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排汽、冲动凝汽式汽轮机，二期600MW汽轮机是哈尔滨汽轮机厂生产的亚临界、一次中间再热、三缸四排汽、单轴、凝汽式（双背压）机组。一、二期分别于2007年和2013年进行了供热改造，改造后一期机组供热能力为785×104m2，二期机组供热能力256×104m2，总计1040×104m2。在东北地区，为了缓解弃风的严重局面，更多的获得当地电力辅助服务市场补贴，火电机组长期处于深度调峰状态下运行，这样便无法满足城市供热要求，以目前的系统配置和运行方式不变，为了保证供热必须最大限度的关小抽汽蝶阀，使机组在低负荷状态下更多的蒸汽供热网系统使用。
1 液动蝶阀在热网系统中的应用及工作原理
液控蝶阀是一种集机、电、热为一体安全性能较高的蝶阀,随着火电工业主机设备向高参数、大容量的方向发展以及自动化管理程度的提高，对液动蝶阀也提出了更高的要求，阀门具有开、关及快速动作的功能。在供热机组中该阀门布置在低压缸入口处连通管上，主要原理是通过蝶阀的开度，改变低压缸的进汽量，使一部分中压缸排汽由连通管上抽汽管道转移至热网系统，以满足抽汽供热的需要。热网抽汽管道还配有抽汽逆止发、快关阀、调节阀等。抽汽逆止阀是防止机组内压力降低时，抽汽管道内蒸汽对机组倒灌发生危险，快关阀是防止抽汽管道压力突降时，汽轮机内蒸汽大量泄漏和防止汽轮机进水危险，调节阀用来调节热网抽汽量。
液动阀门的动作原理是：当执行机构得到使阀门开度关小的控制指令后，比例电磁阀得电，执行器驱动阀门向关闭方向运动，执行器上的阀位传感器向控制系统反馈阀门开度位置信号，直至与给定指令相同，比例电磁铁失电，比例阀回复中位，执行机构使阀门保持并锁定位置。当执行机构得到使阀门开度变大的控制指令后，比例电磁阀得电，执行器驱动阀门向开启方向运动，执行器上的阀位传感器向控制系统反馈阀门开度位置信号，直至与给定指令相同，比例电磁铁失电，比例阀回复中位，执行机构使阀门保持并锁定位置。在系统没有动作指令时，执行机构由液压锁可靠地锁定阀门，保持开度位置不变。执行器失电保护方式有两种，对应两种工作方式。一种为失电快动型，在正常工作状态下其快动电磁阀带电，液压执行器的快动油路被截止，执行机构由电液比例阀来控制阀门的正常开度调节动作。当收到快动指令或控制系统失电时，快动电磁阀失电，快动油路接通，执行机构驱动阀门实现快动动作功能。另一种为失电保位型，在正常工作状态下快动电磁阀失电，液压执行器的快动油路被截止，执行机构由电液比例阀来控制阀门的正常开度调节动作。当收到快开指令时，快动电磁阀得电，快动油路接通，执行机构驱动阀门实现快动动作功能。
2 液动蝶阀通常发生的故障及解决方法
2.1液压泵不出油、油量不足或压力不足问题。
故障原因：（1）液压泵吸油管堵塞、滤油器堵塞；（2）液压泵连接处泄漏，混入空气；（3）油液粘度太大或油液温升太高（4）油泵损坏。
解决方法：（1）疏通管道、更换滤油器；（2）紧固连接螺钉，防止空气混入；（3）正确选用油液，控制温升；（4）更换油泵。
2.2溢流阀控制压力不稳定问题。
故障原因：（1）弹簧弯曲或太软；（2）锥阀与阀座接触不良；（3）油不清洁，阻尼孔堵塞。
解决方法：（1）更换弹簧；（2）卸下锥阀调整螺帽使其接触良好或换锥阀；（3）卸下溢流阀清洗，疏通阻尼孔，更换清洁油液。
2.3溢流阀泄露严重问题。
故障原因：（1）锥阀或钢球与阀座的接触不良；（2）密封损坏；（3）安装螺钉没拧紧。
解决方法：（1）更换磨损的锥阀或钢球；（2）检查更换密封；（3）拧紧安装螺钉。
2.4电磁阀及电磁提升阀不换向问题。
故障原因：（1）阀芯卡死；（2）阀体变形。
解决方法：（1）拆开清洗脏物，去毛刺；（2）调节阀体安装螺钉使压紧力均匀。
2.5系统压力不达标问题。
故障原因：（1）蓄能器皮囊损坏；（2）溢流阀卡死；（3）泵损坏；（4）液位低；（5）泵出口管路上有漏油；（6）压力开关器损坏。
解决方法：（1）更换蓄能器或换皮囊；（2）清洗溢流阀；（3）更换油泵；（4）补油；（5）更换泵出口管路密封；（6）检修或更换压力开关。
2.6有开关指令阀门不动作问题
故障原因：（1）系统压力不足；（2）有快动信号存在；（3）比例阀卡涩；（4）控制系统未处在正确的状态。
解决方法：（1）查找压力不足原因；（2）检查快动信号接点是否闭合，快动信号电源是否正常；（3）更换或维修比例电磁阀；（4）将控制系统切换至正确的状态。
3 供热抽汽能力的量化分析
七台河公司1号机组和2号机组70%额定负荷时设计供热抽汽量300t/h，中压联通管直径1225mm，供热抽汽管直径820mm；3号机组和4号机组80%额定负荷时设计供热抽汽量400t/h，中压联通管直径1600mm，供热抽汽管直径1100mm；1号机组和2号机组50%负荷时供热抽汽量210t/h，3号机组和4号机组50%负荷时供热抽汽量220t/h。
2017年，该公司承担供热面积1040万平方米，供热尖峰期瞬时总供热量需要2000GJ/h,供热尖峰期所需供热蒸汽量为810t/h。供热期“一大两小”运行方式，即1号、2号和4号机组运行，全厂50%负荷时供热抽汽量仅为640t/h，供热抽汽量缺口170t/h。如果满足供热需求抽汽量，全厂需达到60%负荷率以上。为解决冬季供热期机组深调期间供热能力不足的问题，七台河公司对机组低负荷供热改造方案进行广泛调研，并先后论证中排蝶阀调整方案、高低加退出方案、低旁抽汽方案、高底旁联合抽汽方案、电锅炉及蓄热罐方案等技术改造路线。经测算，中排蝶阀调整、高低加退出、低旁抽汽三个方案在机组50%时供热抽汽量分别为640t/h、730t/h、690t/h。抽汽能力达不到要求。电锅炉及蓄热罐方案在机组50%时供热抽汽量达到810t/h，满足要求，但项目投资较高，回收期长。高低旁联合抽汽方案50%时供热抽汽量达到达到890t/h，改造性价比较高。
高低旁联合抽汽改造方案即在原有机组主蒸汽管道与再热冷段蒸汽管道之间设置一套减温减压器系统，减温水来自高压给水系统，将主蒸汽经过减温减压后送至再热冷段蒸汽管道并回到锅炉再热器，保证再热器流量从而确保再热器不超温。在原有机组再热热段蒸汽管道上设置一组减温减压器，减温水来自凝结水系统，减温减压器使再热热段蒸汽经过减温减压后作为热网加热蒸汽供至原有热网首站内的热网加热蒸汽母管。
4 结论
提升供热能力有很多种方式，但是仅仅依靠调整蝶阀开度、运行时退出高低加、低旁抽汽供热等方案均无法满足热网抽汽量要求，电锅炉及蓄热罐方案可实现低负荷供热但投资较高不利于尽快回收成本，造后系统复杂缺陷率又很高。所以最终七台河公司选择高低旁联合抽汽改造方案。该方案改造系统相对简单，投资相对较低，是一个性价比相对较高的改造方案。经测算，高低旁联合抽汽时4号机组30%负荷设计采暖抽汽量360t/h，满足二期热网200t/h采暖抽汽的基础上，可补充一期热网160t/h的采暖抽汽，此种工况下全厂负荷率可降至40%，最终达到低负荷供热的目的。
参考文献
[1]张来发,张建方.自动保压式液控蝶阀常见控制故障分析[J].电力安全技术,2013,015(008):56-57.
[2]沈阳东北电力调节技术有限公司.分体式抽汽调整阀使用说明书，2013.5