[发明专利]一种基于阀杆漏汽的汽轮机调节阀状态评估方法

说明书

本发明公开了一种基于阀杆漏汽的汽轮机调节阀状态评估方法。合理的调节阀阀杆和阀杆衬套之间间隙可以保证阀门正确动作，间隙过大会影响机组的经济性，间隙过小会使阀门卡涩甚至抱死，引起机组负荷突降或者超速保护动作。本发明利用机组现有调节阀蒸汽泄漏管路上的孔板和压力测点测量计算调节阀阀杆漏汽量，结合阀门检修维护的情况，根据调节阀阀杆蒸汽漏汽量来预测调节阀阀杆和阀杆衬套之间间隙的变化情况，从而确定调节阀状态，为阀门检修和维护提供依据。本发明利用现有压力和温度测点，节省了设备和维护成本。

技术领域

本发明涉及电厂调节阀状态评估领域，特别是一种基于阀杆漏汽的汽轮机调节阀状态评估方法。

背景技术

汽轮机调节阀CV(Control Valve)的阀杆安装在阀杆衬套中，阀杆衬套通过冷缩工艺收缩安装在阀体中。在正常运行时，调节阀都有一定的开度，阀碟离上下阀座都有一定距离，此时蒸汽就会通过阀杆与阀杆衬套之间的间隙(此间隙一般很小，一般小于0.5mm)泄漏，大部分电厂将这部分漏汽引至热再管道，另有一负压的蒸汽密封管，用来防止阀杆漏汽泄漏到大气中，如图1所示。这部分间隙对于机组的正常运行至关重要，合理的间隙可以保证阀门正确动作，间隙过大会影响机组的经济性，间隙过小会使阀门卡涩甚至抱死，引起机组负荷突降或者超速保护动作。在实际的运行过程中，阀门长时间工作在高温高压的恶劣环境中，AGC和一次调频等都会使调节阀频繁动作，部件表面氧化物的堆积、长期运行导致的磨损以及阀杆和阀杆衬套的轻微变形都会改变阀杆和阀杆衬套之间的间隙。

间隙的改变会直接反映在阀杆漏汽量上，通过测量阀杆漏气量可以获知阀杆和阀杆衬套之间的间隙情况。一般情况下不考虑主汽阀的阀杆漏汽，因为在正常运行时，主汽阀的阀碟是紧密贴合上部阀座的密封面，阀杆漏汽基本可以忽略不计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种基于阀杆漏汽的汽轮机调节阀状态评估方法，其利用现有压力和温度测点，以节省设备和维护成本；根据调节阀阀杆漏汽量预测间隙的变化情况，以确定调节阀状态。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种基于阀杆漏汽的汽轮机调节阀状态评估方法，其利用机组调节阀蒸汽泄漏管路上的现有孔板和压力测点测量并计算调节阀阀杆漏汽量，结合阀门检修维护的情况，根据调节阀阀杆漏汽量预测调节阀阀杆和阀杆衬套之间间隙的变化情况，从而确定调节阀状态，为阀门检修和维护提供依据。

国内大部分机组在基建调试完成后会进行机组热力性能验收试验，该试验中会计算汽轮机调节阀阀杆漏汽，所以一般会在相应的调节阀阀杆泄漏管线上安装孔板，并且会在孔板上下游安装压力测点，试验时接上压力变送器可以测量孔板压降和孔板两侧的绝对压力。当性能试验结束，机组投入生产运行后这部分孔板和压力测点就不使用了，要等到下一次性能试验才会使用，中间很长一段时间会空置起来。本发明利用调节阀泄漏管路上现有的孔板和压力接头测量计算泄漏流量(即漏汽量)以确定阀门的状态，特别是阀杆和阀杆衬套之间的间隙情况。

进一步地，所述调节阀阀杆漏汽量的计算公式如下：

式中：q_m为质量流量，kg/s；C为流量系数；∈₁为基于上游压力的流动介质膨胀系数；d为流动条件下孔口直径，m；Δp为差压，Pa；ρ_f1为上游条件下流动流体的密度，kg/m³；β为直径比，β＝d/D，D为上游管道内径，m。

进一步地，需要注意的是由于长时间未使用，这部分孔板和压力测点有可能会存在腐蚀、锈蚀以及污物堵塞等问题。现有的孔板和压力测点投入使用之前需要检查孔板和压力测点的状态，如果发现有损坏或者腐蚀情况，则需要更换新的孔板和压力测点。