原振東

【摘 要】?jī)?nèi)蒙古大唐國(guó)際托克托發(fā)電公司的#3-#8機(jī)為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的600MW機(jī)組，由于高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿與十字頭的連接方式存在設(shè)計(jì)缺陷，造成機(jī)組運(yùn)行中多次發(fā)生高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿脫落、閥門突關(guān)事件，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全可靠運(yùn)行，通過(guò)對(duì)高壓調(diào)節(jié)汽閥十字頭的改型與應(yīng)用，保證了閥桿與十字頭連接可靠性，為機(jī)組的安全可靠運(yùn)行提供了有力保障。

【關(guān)鍵詞】高壓調(diào)節(jié)汽閥；閥桿；十字頭

1.前言

內(nèi)蒙古大唐國(guó)際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司的二、三、四期工程#3-#8機(jī)為東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)600MW機(jī)組，汽輪機(jī)高壓缸配汽機(jī)構(gòu)共有2個(gè)高壓主汽閥和4個(gè)高壓調(diào)節(jié)汽閥，1個(gè)高壓主汽閥與2個(gè)高壓調(diào)節(jié)汽閥共用一個(gè)殼體，4個(gè)高壓調(diào)節(jié)汽閥分別控制高壓缸進(jìn)汽的4個(gè)噴嘴組，滿足汽輪機(jī)的配汽要求。

由于高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿與十字頭的連接結(jié)構(gòu)存在原始設(shè)計(jì)缺陷，機(jī)組運(yùn)行中多次發(fā)生高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿脫落、閥門突關(guān)事件，危及機(jī)組的安全可靠運(yùn)行，針對(duì)高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿脫落這一重大設(shè)備隱患組織技術(shù)攻關(guān)，對(duì)高壓調(diào)節(jié)汽閥的十字頭進(jìn)行改型，消除了因連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理而造成閥桿脫落、閥門突關(guān)的設(shè)備隱患，為機(jī)組的安全可靠運(yùn)行提供了有力保障。

2.東汽600MW機(jī)組高壓調(diào)節(jié)汽閥十字頭現(xiàn)狀調(diào)研

2.1東汽600MW機(jī)組高壓調(diào)節(jié)汽閥十字頭改造前的結(jié)構(gòu)

東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的N600-16.7/538/538-1型汽輪機(jī)，汽輪機(jī)高壓缸進(jìn)汽配有2個(gè)高壓主汽閥和4個(gè)高壓調(diào)節(jié)汽閥，高壓調(diào)節(jié)汽閥的操縱方式采用杠桿機(jī)構(gòu)，整個(gè)操縱裝置在設(shè)計(jì)上借鑒了日本日立600MW機(jī)組高壓調(diào)節(jié)閥操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方式，閥桿與操縱座十字頭采用螺紋連接，原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖1。

2.2東汽600MW機(jī)組高壓調(diào)節(jié)汽閥十字頭原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題

托電公司#3-#8機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)，機(jī)組運(yùn)行中多次發(fā)生高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿脫落、閥門突關(guān)事件，嚴(yán)重影響了機(jī)組的安全可靠運(yùn)行，分析高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿脫落的原因，發(fā)現(xiàn)高壓調(diào)節(jié)汽閥的閥桿與十字頭的連接結(jié)構(gòu)存在諸多問(wèn)題，現(xiàn)分述如下：

⑴解體高壓調(diào)節(jié)汽閥，發(fā)現(xiàn)閥桿與十字頭的M76×3連接螺紋均存在倒扣及螺紋咬死現(xiàn)象，螺紋牙頂損壞至牙底，失去連接及傳動(dòng)作用，在外力作用下閥桿與十字頭脫離，造成機(jī)組運(yùn)行中閥桿脫落、閥門突關(guān)；

⑵閥桿與十字頭的止轉(zhuǎn)銷斷裂損壞，閥桿與十字頭可在軸向自由旋轉(zhuǎn)和上下移動(dòng)，造成閥桿退扣脫落，造成閥門突關(guān)；

⑶高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿頂部墊環(huán)在閥門關(guān)閉時(shí)撞擊減薄，閥桿頂部螺紋負(fù)載著閥門關(guān)閉時(shí)的撞擊力，造成螺紋損環(huán)及閥桿止轉(zhuǎn)銷斷裂。

3.東汽600MW機(jī)組高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿脫落的原因分析

托電公司一期工程（#1、#2機(jī)組）為進(jìn)口日本日立公司600MW機(jī)組，托電公司二期、三期、四期工程（#3-#8機(jī)組）為東汽引進(jìn)日本日立公司技術(shù)生產(chǎn)的600MW機(jī)組，汽輪機(jī)高壓調(diào)節(jié)汽閥的操縱方式采用杠桿傳動(dòng)，整個(gè)操縱裝置在設(shè)計(jì)上借鑒了日立公司600MW機(jī)組的結(jié)構(gòu)方式，一期日立機(jī)組自投產(chǎn)以來(lái)從未發(fā)生閥桿脫落事件，而東汽機(jī)組卻在投產(chǎn)后相繼發(fā)生多起高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿脫落事件，造成閥桿脫落的原因分析如下：

⑴查閱?wèn)|汽引進(jìn)日立600MW機(jī)組的高壓調(diào)節(jié)閥桿的連接螺紋資料，調(diào)節(jié)閥桿的連接螺紋為G3”，螺距7.257mm；東汽國(guó)產(chǎn)化機(jī)組調(diào)節(jié)閥桿采用M76×3連接螺紋，螺距3mm，東汽廠高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿螺紋的螺距小、強(qiáng)度低，是造成閥桿脫落的原因之一；

⑵東汽600MW機(jī)組高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿墊環(huán)的材質(zhì)差，解體檢修高壓調(diào)節(jié)汽閥十字頭發(fā)現(xiàn)閥桿頂部墊環(huán)均存在較嚴(yán)重的擠壓減薄變形現(xiàn)象，而日立機(jī)組的閥桿墊環(huán)未發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重?cái)D壓變形，東汽機(jī)組閥桿墊環(huán)材質(zhì)差是造成閥桿脫落的原因之一；

⑶設(shè)備安裝時(shí)檢修工藝不良，按閥門安裝技術(shù)要求，閥桿旋入十字頭后必須保證端面完全貼合緊密，無(wú)間隙，保證閥門關(guān)閉時(shí)閥桿螺紋不受力，現(xiàn)場(chǎng)高壓調(diào)節(jié)汽閥解體后，復(fù)裝前應(yīng)試裝配，找正十字頭銷軸孔的相對(duì)位置后，需確認(rèn)閥桿端面完全貼合緊密，才能裝入銷軸，若接觸達(dá)不到要求，通過(guò)改變調(diào)整墊環(huán)的厚度進(jìn)行調(diào)整，通常要反復(fù)修磨調(diào)整墊環(huán)。從現(xiàn)場(chǎng)解體情況來(lái)看，部分機(jī)組的高壓調(diào)節(jié)閥閥桿端面與十字頭之間，存在間隙未達(dá)到設(shè)計(jì)的裝配要求，從而造成閥桿螺紋受到閥門關(guān)閉時(shí)的撞擊力，導(dǎo)致閥桿螺紋變形損壞、絲扣咬死，由此可見(jiàn)設(shè)備安裝檢修工藝不良是造成閥桿脫落的原因之一。

4.東汽600MW機(jī)組高壓調(diào)節(jié)汽閥十字頭的改型分析與結(jié)構(gòu)形式

4.1東汽600MW機(jī)組高壓調(diào)節(jié)汽閥十字頭改造后的結(jié)構(gòu)形式

針對(duì)東汽600MW機(jī)組高壓調(diào)節(jié)汽閥十字頭在設(shè)計(jì)安裝上存在的問(wèn)題，與東汽廠充分溝通后，分析并制定了高壓調(diào)節(jié)汽閥十字頭的改型方案，改造后的結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖2。

4.2東汽600MW機(jī)組高壓調(diào)節(jié)汽閥十字頭改造后的結(jié)構(gòu)分析

⑴將十字頭的螺紋部位加工擴(kuò)大成一圓柱孔，增加提升螺母作為閥桿與十字頭的連接件，提升螺母外圓與十字頭上的孔采用間隙配合，在提升螺母外圓上開一導(dǎo)向槽，在十字頭上裝一導(dǎo)向銷以防止提升螺母轉(zhuǎn)動(dòng)，并保證提升螺母可以上下移動(dòng)；

⑵提升螺母的定位由一螺塞完成，先旋轉(zhuǎn)螺塞，然后測(cè)量出提升螺母與十字頭之間的頂部間隙，保證該間隙值為3mm，再裝入止退螺釘，以防螺塞退出；

⑶閥桿端面與十字頭之間仍通過(guò)墊環(huán)來(lái)進(jìn)行調(diào)整，但閥桿端面貼合要求可適當(dāng)降低，允許該處存在微小間隙，其間隙值不大于0.20mm，以防止閥桿與十字頭之間相互轉(zhuǎn)動(dòng)；

⑷在閥桿上補(bǔ)充加工兩個(gè)平面，用一止動(dòng)板限制其轉(zhuǎn)動(dòng)，止動(dòng)板采用焊接的方式固定在十字頭上。

改造后的結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：將閥桿與十字頭的直接連接變?yōu)殚g接連接，提升螺母頂部留有3mm間隙，可有效避免因高壓調(diào)節(jié)閥裝配未到位及閥桿墊環(huán)減薄時(shí)，閥桿螺紋承受過(guò)大的沖擊力，從根本上杜絕了閥桿螺紋倒扣、咬死現(xiàn)象，該結(jié)構(gòu)保留了閥桿等主要零件，增加零件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投入改造資金少。

5.結(jié)論

托電公司于2010年首先對(duì)#7機(jī)1號(hào)高壓調(diào)節(jié)汽閥進(jìn)行了改造，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間試運(yùn)行后，相繼對(duì)#3-#8機(jī)的高壓調(diào)節(jié)汽閥進(jìn)行了改造，獲得了滿意的效果，通過(guò)改造達(dá)到了以下安全和經(jīng)濟(jì)效益：

⑴避免了因閥桿脫落而帶來(lái)的檢修費(fèi)用：高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿脫落后，其閥桿、十字頭及銷軸等部件均已嚴(yán)重?fù)p壞，需全部更換新件，每根閥桿約2萬(wàn)元，十字頭約6萬(wàn)元/套，因閥桿脫落而帶來(lái)檢修費(fèi)用約8萬(wàn)元；

⑵消除設(shè)備隱患、保證機(jī)組的安全可靠運(yùn)行：高壓調(diào)節(jié)汽閥十字頭改造后，消除了原設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中的不合理因素，避免了機(jī)組運(yùn)行中高壓調(diào)節(jié)汽閥閥桿脫落、閥門突關(guān)的重大設(shè)備隱患，為機(jī)組的安全可靠運(yùn)行提供了有力保障。

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