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汽轮机供热碟形弹簧蝶阀卡涩现象的原因分析和技术改造

发布者:厦门力常弹簧有限公司  发布时间:2019-08-04 22:50
 本文厦门力常弹簧有限公司将为大家计算碟簧片改为38对时和供热蝶阀阀板直径车削去4mm,通过以下计算可将阀板上的平衡孔对称堵死8个。3号机供热蝶阀经过改造后,供热蝶阀运行正常、无卡涩现象,满足了油田供热需要,提高了机组运行可靠性,供热经济效益巨大。

 一.原因分析
  1.供热蝶阀阀板与阀体存在卡涩。
  2.齿轮箱内齿条与齿轮卡涩。
  3.碟形弹簧破碎。
  4.液压系统压力不足。利用小修机会,对3号机供热蝶阀进行了检查。设备解体后发现碟形弹簧筒内存有大量积水,碟形弹簧片锈蚀严重,其中有15碟形弹簧片破碎,同时检查供热蝶阀阀板与阀体间隙,发现阀体内壁有划痕,说明阀板与阀体存在卡涩现象。
  二、技术改造
  2.1 分析碟形弹簧片损坏的原因:碟形弹簧收到的压紧力大。碟形弹簧筒内有水蒸气,致使碟形弹簧片锈蚀严重,抗压力减弱。
  2.2 减少碟形弹簧片所受压紧力
  2.2.1 根据碟形弹簧破碎原因,我们将碟形弹簧筒内40碟形弹簧改为38对计算过程:已知碟形弹簧厚度10mm碟形弹簧最大高度22.5mm,弹簧预紧力227mm,油缸活塞最大行程500-100=400mm,计算:当供热蝶阀全开时,每片碟形弹簧的压缩量:t=(227 400)mm/76=8.25;每个碟形弹簧的变形量(推荐阅读:碟形弹簧的组合方式及其变形量的图解)
  k=8.25/(22.5-10)=0.66;根据厂家提供的数据:当碟形弹簧变形量0.25时,碟形弹簧弹力70266N;碟形弹簧变形量0.5时,碟形弹簧弹力109760N;碟形弹簧变形量0.75时,碟形弹簧弹力129360N;根据以上参数,绘制曲线图,算的当碟形弹簧变形量0.66时,碟形弹簧弹力122892N;活塞缸对碟形弹簧的推力:
  G=14X106X3.14X(0.08)2=281344N;当供热蝶阀全关时,每片碟形弹簧的压缩量:
  t=227/76=2.99mm;每个碟形弹簧的变形 量:
  k=2.99/(22.5-10)=0.239;根据厂家提供的数据:当碟形弹簧变形量0.25时,碟形弹簧弹力70266N;碟形弹簧变形量0.5时,碟形弹簧弹力109760N;碟形弹簧变形量0.75时,碟形弹簧弹力129360N;根据以上参数,绘制曲线图,算的当碟形弹簧变形量0.239时,碟形弹簧弹力67455N;
  2.2.2 检修前供热蝶阀碟形弹簧筒内为40碟形弹簧
  已知碟形弹簧厚度10mm碟形弹簧最大高度22.5mm;计算:当供热蝶阀全开时,每片碟形弹簧的变形量:t=(227 45 400)mm/78=8.615mm;每个碟形弹簧的变形量:k=8.615/(22.5-10)=0.689;根据厂家提供的数据:当碟形弹簧变形量0.25时,碟形弹簧弹力70266N;碟形弹簧变形量0.5时,碟形弹簧弹力109760N;碟形弹簧变形量0.75时,碟形弹簧弹力129360N;根据以上参数,绘制曲线图,算的当碟形弹簧变形量0.689时,碟形弹簧弹力126266N;活塞缸对碟形弹簧的推力:G=14X106X3.14X(0.08)2=281344N;当供热蝶阀全关时,每片碟形弹簧的压缩量:t=(227 45)mm/78=2.91mm;每片碟形弹簧的压缩量:k=2.91/(22.5-10)=0.689;根据厂家提供的数据:当碟形弹簧变形量0.25时,碟形弹簧弹力70266N;碟形弹簧变形量0.5时,碟形弹簧弹力109760N;碟形弹簧变形量0.75时,碟形弹簧弹力129360N;
  根据以上参数,绘制曲线图,算的当碟形弹簧变形量0.286时,碟形弹簧弹力74835N;重新更换全部碟形弹簧片,根据新碟形弹簧片的弹力计算,38碟形弹簧的弹力足以满足供热蝶阀的关闭扭矩要求,同时改造后当供热蝶阀处于全开位置时,每片碟形弹簧所受压紧力减少了7269N。通过计算碟形弹簧片改为38对式,满足了供热蝶阀开关时的扭矩要求,同时减少了碟形弹簧的压紧力,避免了碟形弹簧片由于受到的压紧力过大而发生破碎的现象。
  2.3 减少碟形弹簧片锈蚀
  供热蝶阀齿轮箱解体后发现齿轮箱内部有积水、油泥,齿条与齿轮表面锈蚀。更换阀轴盘根,拧紧压盖螺母,防止了蒸汽进入齿轮箱内。同时在齿轮箱内(碟形弹簧筒侧)安装了水封装置,阻止水汽进入碟形弹簧筒内,彻底避免了碟形弹簧锈蚀。
  2.4 消除阀板与阀体存在卡涩现象
  3号机小修时对供热蝶阀阀板直径车削去4mm,保证了阀板在开关时与阀体间有足够的膨胀间隙,避免了卡涩的发生。同时,当供热蝶阀关闭时,中压缸到低压缸的蒸汽量会增加,造成供热蒸汽流量的减少,不能满足供热需要;通过以下计算可将阀板上的平衡孔对称堵死8个,这样既保证了中压缸到低压缸的蒸汽量不变,又满足了热网负荷的需要。计算过程:供热蝶阀直径阀板直径1378mm,平衡孔直径38mm,阀板直径方向直径车削4mm。车削后阀板直径:1378mm-4mm=1374mm;阀板面积减少:3.14X(1378mm/2)2-3.14X(1374/2)=8640mm²
  一个平衡孔的面积:3.14X(38mm/2)=1133mm²;为了使中压缸到低压缸的蒸汽量不变,需要堵死平衡孔的数量为:8640mm²/1133mm²=7.63个。为了使作用在阀板上的力均匀,应对称堵死这8个平衡孔。
  2.5 热工方面改造措施
  对于供热蝶阀的控制部分,蝶阀的位置反馈器解体后发现线圈存在部分磨损现象,这就算阀门在运行时阀位在100%80%之间跳变、阀门来回开、关的主要原因。由于线圈无法修复,更换了新的位置反馈器,确保供热蝶阀位置显示的正确性及阀门运行的稳定性。在供热蝶阀调试时,重新对伺服放大器的输出增益进行了调整,保证伺服阀阀芯移动到位,使蝶阀油动机能获得足够的进油流量以克服碟形弹簧的弹力;重新调整了伺服放大器的开关、关死区的大小,使其相等,保证了蝶阀开关动作更具有线性,提高了阀门运行的可控性。另外,按供热蝶阀的实际开度更换了蝶阀开度就地指示器,可以在现场准确无误的显示供热蝶阀的开度,方便了供热蝶阀检修和运行操作。
  三、运行效果
  3号机供热蝶阀改造后,供热蝶阀运行正常、无卡涩现象,,满足了油田供热需要,提高了机组运行可靠性,供热经济效益巨大。

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