唐俊鋒，楊繼銳，李 景

（邯鋼集團邯寶鋼鐵有限公司能源中心，河北邯鄲 056015）

1 前言

邯鋼西區(qū)熱電廠1#、2#、3#機組汽輪機為哈爾濱汽輪機廠制造生產(chǎn)的50MW機組，該機組型號為CC50/N60—8.83/2.17/0.98，型式為高溫高壓單缸沖動抽汽凝汽式，額定功率為50MW，最大純凝功率能夠達到60MW。每臺機組設置一個自動主汽門和4個高壓調(diào)速汽門。自投入運行以來，3#汽輪機曾經(jīng)出現(xiàn)過兩次機組打閘停機后，自動主汽門關閉不到零位的情況，給機組的安全穩(wěn)定運行留下了隱患。

2 自動主汽門的原理

自動主汽門是汽輪機保護系統(tǒng)的主要裝置，它的主要作用是，在汽輪機保護裝置動作后，迅速切斷汽源并使汽輪機停止運行。為了保證安全，要求自動主汽門動作迅速，并關閉嚴密。自汽輪機保護系統(tǒng)動作到主汽門完全關閉的時間，通常要求不大于0.5～0.8 s。汽輪機所有的停機保護都是通過自動主汽門和調(diào)速汽門的關閉來實現(xiàn)的，如果調(diào)速汽門沒有關閉或者關閉不嚴，最終就只有依靠自動主汽門快速切斷汽輪機的蒸汽進汽，以防止汽輪機超速，保證汽輪機的安全運行。

該型號汽輪機自動主汽門型式為帶預啟閥的單座閥，見圖1，由自動關閉器和主汽閥閥體兩部分組成。自動主汽門只有全開和全關兩個工作狀態(tài)，主汽門的打開靠自動關閉器中油動機的推力，主汽門的關閉靠自動關閉器中的彈簧力。

圖1單閥座帶預啟閥式的自動主汽門

自動主汽門主汽閥閥體的本體部分結(jié)構(gòu)見圖1。它是由主閥碟3和預啟閥5組成。閥桿6通過球面墊圈8以螺帽9將其固定在預啟閥上，預啟閥螺帽上有兩個對稱的鍵以防止轉(zhuǎn)動。主閥碟球形頭是以絲扣和閥碟套筒4相連接，在球形頭的圓周上對稱開有4個孔口，當預啟閥開啟時，蒸汽由此孔進入門后，給主閥碟一向上的力，同時降低了門前后壓差，從而減小了閥門的提升力。主閥碟套筒頂端開有幾個孔口，其目的是當預啟閥關閉時，保持有一個蒸汽向下的作用力。

3 汽輪機打閘后自動主汽門關不到零位的原因分析與處理

2010年10月份3#汽輪機在打閘停機后，自動主汽門沒有關閉到零位，后來通過幾次反復的掛閘和打閘，自動主汽門關閉不到零位的問題得以解決，就沒有再進一步的進行解體檢查。

在2012年12月份3#汽輪機一次停機準備檢修的時候，發(fā)現(xiàn)汽輪機打閘后自動主汽門又沒有關閉到零位，只關閉到刻度的60%。這一次，自動主汽門再次出現(xiàn)關閉不到零位的情況，肯定不是偶然現(xiàn)象，必須徹底解決該問題。

一般來說，汽輪機打閘后自動主汽門關閉不到零位的原因主要有液壓部分和機械部分兩方面的原因。

3.1 液壓部分原因

自動關閉器液壓部分因為油質(zhì)不良引起卡澀、快速卸荷閥故障等均可引起主汽門關閉不到位，但打閘過程中油動機壓力回油管可聽見油流聲，說明下腔室高壓油均能迅速泄去，可以將液壓部分由于油質(zhì)不良造成卡澀的原因排除。

3.2 機械部分原因

動靜間隙不當：當間隙較小，熱態(tài)下由于膨脹、氧化層可能會使間隙消失，造成卡澀使自動主汽門關閉不到零位，主要有下列間隙：閥桿與其套筒的間隙，預啟閥與其套筒的間隙。油動機活塞桿及操縱座等機械連接件卡澀也可引起主汽門關閉不到零位。

汽室部件表面結(jié)垢：運行中由于汽水品質(zhì)不合格而使部件表面結(jié)垢，堵塞自動主汽門動靜部分之間的間隙造成卡澀，使自動主汽門不能關閉到零位。

彈簧產(chǎn)生變化后預緊力不足：由于自動主汽門長期在高溫下工作，自動關閉器的彈簧有可能產(chǎn)生銹蝕老化、裂紋等缺陷，使預緊力減小，當自動關閉器的高壓油泄掉后自動主汽門不能關閉到零位。

可是對3#汽輪機自動主汽門閥體進行解體檢查后，發(fā)現(xiàn)閥桿與其套筒之間，預啟閥與其套筒之間沒有任何卡澀，閥桿和主閥碟能夠上下自由活動，預啟閥也能夠上下自由活動，沒有任何卡澀現(xiàn)象。自動關閉器油動機活塞桿及操縱座等機械連接件進行了檢查打磨，也沒有發(fā)現(xiàn)任何卡澀現(xiàn)象。于是對各個部件進行了清理打磨后進行回裝，回裝后自動主汽門仍然只能夠關閉到刻度的60%。

3.3 其它方面原因

自動主汽門關閉不到零位的問題沒有得到解決，這一次解體沒有找到問題的真正原因。經(jīng)過大量查找資料，認真研究自動主汽門主汽閥閥體圖紙，發(fā)現(xiàn)閥座2和主汽門外殼1是兩個部分，閥座2和主汽門外殼1在裝配后，徑向?qū)χ眠M行4處斂縫，每處長40 mm。如果斂縫遭到破壞，閥座2由于熱脹冷縮的原因就會有可能松動上浮升高。

自動主汽門由于蒸汽參數(shù)突然變化，及蒸汽經(jīng)過主汽門的擴散作用力，促使閥座2發(fā)生松動。在汽輪機啟動時，閥座2較主汽門外殼1受熱快，其膨脹受到主汽門外殼1的限制，被擠壓產(chǎn)生彈性變形，在高溫作用下，彈性變形逐漸變?yōu)樗苄宰冃?，結(jié)果導致斂縫遭到破壞，閥座2松動。

基于上述分析，再次進行解體檢查，檢查閥座，確實發(fā)現(xiàn)閥座2比原來的位置升高。經(jīng)過測量閥座2上浮升起了60 mm。于是確認自動主汽門只能關閉到60%的原因，是因為自動主汽門閥座松動上浮升起造成的。

3.4 處理方法

如果要想將閥座2恢復原來位置，就得需要制作專用工具和液壓裝置，并且需要將自動主汽門外部保溫全部拆除，用火把對主汽門外殼1進行加熱，同時采取措施對閥座2進行冷卻。按照這樣的方法工作量大，而且比較困難。

經(jīng)過分析，決定利用熱脹冷縮的原理，將閥座2恢復到原來位置。于是把自動主汽門回裝，然后開蒸汽暖管對自動主汽門進行加熱，通過反復的掛閘和打閘，自動主汽門終于關閉到零位，閥座被打了下去恢復到原來位置。然后再次將自動主汽門進行解體，將恢復到原來位置的閥座2和主汽門外殼1，按照自動主汽門圖紙的要求，徑向?qū)χ眠M行了4處每處長40 mm斂縫。

自動主汽門回裝恢復后，反復進行了掛閘和打閘試驗，一切正常。

4 結(jié)論

汽輪機組打閘后自動主汽門關閉不到零位的原因主要有液壓部分和機械部分兩方面的原因，但是主汽門閥座松動上浮的情況發(fā)生的比較少。這一次由于自動主汽門閥座松動上浮造成的自動主汽門不能關閉到零位的原因分析和處理，希望能夠給今后處理相似的問題起到一定的借鑒作用。

[1]張健，冷壯家，袁家譜.汽輪機自動主汽門缺陷分析及處理[J].熱電技術.2010,(2):21.