主气门卡涩故障机理研究分析的疑问.doc

绪论 图 22 杠杆运动行程图 当高压主汽门关闭时，弹簧力必须大于机械阻力和蒸汽反作用力之和。 机械阻力 机械阻力的计算公式如下： 式中，为阀体阻力，为操纵机构阻力，为油动机阻力。 机械阻力的精确计算非常复杂，其中要用到一些假设和经验系数，但可以定性分析其增大的原因，在工程实践中，一般认为是弹簧力的10%左右。 蒸汽反作用力 当整个阀碟处于高压蒸汽中时，由于阀碟两侧的有效蒸汽作用面积存在着差别；当汽门还没有关闭时由于阀碟两侧的有效蒸汽作用面积差为门杆的截面积，则蒸汽反作用力的计算公式为： 式中，d为门杆直径，d=5.94cm，为主蒸汽压力，其额定值为16.7MPa。 当主汽门没有完全关闭时，即主汽门开度较小时，由于节流作用，阀碟内侧压力降低，此时蒸汽反作用力的计算公式为： 式中，D为阀碟直径，D=20cm，为阀碟内侧平均蒸汽压力。 图 23 主汽门关闭过程受力示意图 图 24 主汽门受力分析图 在中，作出亚临界600MW机组主汽门阀碟压差和蒸汽推力之间的关系，在主汽门阀碟上下压差不太大时，也就是压差占主蒸汽压力的10%左右时压差与蒸汽推力基本是线性关系。 3）弹簧力 关闭弹簧力的计算公式 式中，X%为相对汽门开度，为弹簧预紧力，为汽门全开时的弹簧力。 表 21 蒸汽反作用力与阀碟两侧压差的关系 R蒸汽 /N P主蒸汽-P阀碟/MPa 0 0.1 0.2 0.4 0.5 0.6 0.8 1 1.3 1.5 1.7 P主蒸汽 /MPa 20 56500 53300 50090 43690 40480 37280 30870 24470 14860 8460 2050 19 53680 50480 47270 40870 37660 34360 28050 21650 12040 5640 -770 18 50850 47650 44440 38040 34830 31630 25220 18820 9210 2810 -3600 16.7 47180 43980 40770 34370 31160 27960 21550 15150 5540 -870 -7270 16 45200 42000 38790 32390 29180 25980 19570 13170 3560 -2850 -9250 15 42380 39180 35970 29570 26360 23160 16750 10350 740 -5670 -12070 14 39550 36350 33140 26740 23530 20330 13920 7520 -2090 -8500 -14900 13 36730 33530 30320 23920 20710 17510 11100 4700 -4910 -11320 -17720 12 33900 30700 27490 21090 17880 14680 8270 1870 -7740 -14150 -20550 11 31080 27880 24670 18270 15060 11860 5450 -950 -10560 -16970 -23370 对于亚临界600MW汽轮机高压主汽门来说，在设计弹簧条件下，=5900kgf，=11300kgf。 各个汽门开度下的弹簧力如表 22： 表 22 不同主汽门开度下的弹簧力 弹簧力/N 主汽门开度 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 设计弹簧刚度 113000 107600 102200 96800 91400 86000 80600 75200 69800 64400 59000 弹簧刚度降低5% 107350 102220 97090 91960 86830 81700 76570 71440 66310 61180 56050 弹簧刚度降低10% 101700 96840 91980 87120 82260 77400 72540 67680 62820 57960 53100 根据公式，主汽门开度与弹簧力大小基本成线性关系，如图 25 主汽门阀碟上下压差与蒸汽推力的关系 图 26所示。减掉必然存在的机械阻力，大小约为弹簧力的10%。 图 25 主汽门阀碟上下压差与蒸汽推力的关系 图 26 主汽门开度与弹簧力的关系 国内上海汽轮机厂、哈尔滨汽轮机厂有限公司和日本三菱重工都是从美国西屋公司引进的汽轮机制造技术。其中上海汽轮机厂和哈尔滨汽轮机厂有限公司引进的技术是生产300MW和600MW亚临界汽轮机组，日本三菱重工引进的技术是生