肖俊豪

（大唐石門發(fā)電有限責(zé)任公司 湖南常德 415300）

哈汽300MW機(jī)組高調(diào)門常見故障探討

肖俊豪

（大唐石門發(fā)電有限責(zé)任公司 湖南常德 415300）

火力發(fā)電廠中高調(diào)門是整個汽機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，如果高調(diào)門出現(xiàn)異常，將嚴(yán)重危及機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文主要通對遇到的實際問題進(jìn)行分析，論述了高調(diào)門的幾個典型故障，提出了汽輪機(jī)主汽門檢修的試驗方法，對檢修工藝進(jìn)行了探討。

高調(diào)門；卡澀；裂紋

引言

近年來常規(guī)火電機(jī)組的頻繁啟動對閥門及使用壽命的影響尤為突出，發(fā)電廠的閥門失效事故有增加的趨勢，作為生產(chǎn)人員對高調(diào)門檢修工藝進(jìn)行探討也是極其必要的。大唐石門發(fā)電有限責(zé)任公司（以下簡稱石電）一期工程兩臺300MW機(jī)組，汽輪機(jī)型號為N300-16.7/537/537，兩個主汽聯(lián)合閥分別位于高壓缸兩側(cè)，每個主汽聯(lián)合閥包括一個水平布置的主汽門和三個相同的垂直布置的調(diào)節(jié)汽門。因機(jī)組投產(chǎn)較早，經(jīng)過近二十年的運(yùn)行，各種故障頻繁出現(xiàn)。在此結(jié)合該機(jī)組各種故障進(jìn)行相關(guān)預(yù)防檢修等討論。

1 高調(diào)門的結(jié)構(gòu)及工作原理

該閥門主閥碟內(nèi)部設(shè)有預(yù)啟閥，預(yù)啟閥與閥桿為同一母材車削而成。通過對主閥碟內(nèi)部腔室的車削等裝配，保障預(yù)啟閥行程。閥門開啟時預(yù)啟閥先打開，蒸汽從閥桿徑向的六孔流入，沿著閥桿內(nèi)部下行，平衡前后壓差。預(yù)啟閥完全打開后，由閥桿繼續(xù)帶動主閥碟上行，打開調(diào)門。門桿漏汽沿閥桿與套筒之間間隙向外流動，經(jīng)高壓閥桿抽汽及低壓閥桿抽汽管道至軸封加熱器。

2 高調(diào)門的常見故障及原因分析

結(jié)合石門電廠多年檢修經(jīng)驗來看，常見故障有高調(diào)門速關(guān)時間過長、高調(diào)門卡死、高調(diào)門關(guān)閉不嚴(yán)、高調(diào)門閥桿斷裂、高調(diào)門套筒裂紋等。

2.1 高調(diào)門速關(guān)時間過長

石電曾在2014年進(jìn)行二號機(jī)組小修時發(fā)現(xiàn)，#4高調(diào)門進(jìn)行速關(guān)試驗響應(yīng)時間不合格，響應(yīng)速度明顯慢于其他調(diào)門。在排除了機(jī)械部分卡澀后進(jìn)行油路檢查，檢查結(jié)果為OPC逆止閥無異常，伺服閥無異常，快速卸荷閥解體內(nèi)部動作靈活，集成控制塊無異物堵塞，油動機(jī)可靈活上下運(yùn)動，最終將問題鎖定在OPC管道內(nèi)部存在堵塞，切開管道后發(fā)現(xiàn)從集成塊引出之OPC母管內(nèi)部全部堵塞，更換管道后試驗正常。

處理完畢后開機(jī)進(jìn)行EH有管道測溫發(fā)現(xiàn)機(jī)組保溫未能正確敷設(shè)，造成部分EH油管道局部過熱，加上OPC油流動緩慢造成碳化堵塞。

2.2 高調(diào)門卡澀

高調(diào)門的動靜部分解構(gòu)簡單，存在卡澀的位置有如下幾個方面：

（1）導(dǎo)向套筒與連接桿之間存在異物，該處間隙有0.36～0.38mm。因該處間隙相對較大，容易落入異物造成卡澀。

（2）閥內(nèi)套筒與閥碟鎖緊螺母之間間隙偏小，該處間隙0.28～0.30mm。在機(jī)組運(yùn)行一段時間后，特別是長周期穩(wěn)定負(fù)荷下工作，表面氧化皮的形成會造成間隙偏小，一旦出現(xiàn)氧化皮剝落情況，極易造成閥門卡澀。

（3）主彈簧內(nèi)部彈簧托盤因部分彈簧失效造成偏斜，造成閥門機(jī)械卡澀。

2.3 高調(diào)門關(guān)閉不嚴(yán)

（1）密封面不完整

高調(diào)門通流部分密封有三處：其中兩處分別為預(yù)啟閥與主閥碟密封，一處為鎖緊螺母與套筒的螺旋密封。日常檢修中大家都著重注意了主閥碟與閥口的密封檢查，并且都處理正常，往往忽略了鎖緊螺母與套筒的螺旋密封間隙檢查。當(dāng)間隙偏大時，閥門全關(guān)的時候大量蒸汽依然會經(jīng)過平衡孔進(jìn)入導(dǎo)氣管。

（2）密封面處理后的檢查不完善

多數(shù)高調(diào)門解體加修后均會發(fā)現(xiàn)氧化皮剝落等問題造成的密封面不完整，需要進(jìn)行研磨處理。多次研磨就會造成閥碟實際位置下沉，當(dāng)主閥桿下行受閥套限位后，閥頭依靠重力繼續(xù)向下走完預(yù)啟閥行程，即便壓出的型線是完整的，在機(jī)組實際運(yùn)行時也會因緊力不夠而造成內(nèi)漏大。

（3）彈簧緊力偏小

調(diào)門經(jīng)過研磨等其他調(diào)整，若未能進(jìn)行彈簧安裝的預(yù)緊力測量，造成緊力不夠或者輔助彈簧預(yù)緊力喪失等，均會造成閥門內(nèi)漏大。

2.4 閥桿斷裂

閥桿與連接桿的裝配，圖紙明確要求閥桿與連接桿應(yīng)使用著色辦法檢驗接觸情況，并使用452.1N·m的力矩擰緊。若閥桿與連接件未頂死出現(xiàn)空洞，在使用初期因螺紋配合較緊，尚不會發(fā)生問題，長期使用后輕則出現(xiàn)防轉(zhuǎn)銷斷裂，重則出現(xiàn)閥桿彎曲或螺紋磨平，嚴(yán)重時出現(xiàn)閥桿銷孔處斷裂。

2.5 高調(diào)門套筒裂紋

高調(diào)門內(nèi)套筒從閥套伸向閥門腔室內(nèi)，一方面對閥桿起導(dǎo)向作用，另一方面也是對閥桿的一種保護(hù)，防止橫向氣流直接沖擊閥桿。在設(shè)計上，套筒穿過閥體的部分存在兩個臺肩，與閥體的配合間隙僅0.03～0.08 mm，考慮到在運(yùn)行中內(nèi)部膨脹大于外部膨脹，實際運(yùn)行中該處應(yīng)存在緊力。但高調(diào)門經(jīng)多次拆裝以及對表面氧化皮的清理，會造成緊力喪失，在特定工況下蒸汽氣流引起套筒晃動，最終在套筒上形成裂紋。

3 缺陷的判斷及處理工藝探討

綜合上述原因分析，在此對一些容易被忽視的問題進(jìn)行探討，常規(guī)的處理方式就不進(jìn)行一一探討了。

3.1 高調(diào)門關(guān)閉延時的處理

機(jī)務(wù)方面查找原因主要是針對油系統(tǒng)進(jìn)行。在超速情況下，要做到速關(guān)，就必須保證卸油通道暢通。影響卸油的幾個因素分別為：

（1）安全油OPC逆止閥、快速卸荷閥卡澀或者無法打開，因為卸油速度受阻，調(diào)門關(guān)閉時間相對表現(xiàn)緩慢。而在OPC動作的同時，DCS會向伺服閥延遲0.5s后發(fā)送反向信號，同時關(guān)閉調(diào)門。所以整體表現(xiàn)為在OPC動作，其他調(diào)門速關(guān)后，該問題調(diào)門才開始動作，且動作速度緩慢，同時運(yùn)行中該閥門OPC管道溫度偏低。

（2）油動機(jī)動靜部分出現(xiàn)積碳，油缸底部壓力有雖已經(jīng)卸除，但因該處卡澀會造成閥門關(guān)閉緩慢，關(guān)閉曲線不是規(guī)則的曲線。OPC油管路溫度正常。

關(guān)閉延時現(xiàn)象出現(xiàn)的原因經(jīng)上述分析不難看出，油系統(tǒng)局部溫度過高造成的積碳現(xiàn)象是根本原因。解決思路一方面是加強(qiáng)保溫的治理，定期進(jìn)行EH油管道溫度測量并對超溫部位進(jìn)行處理，此外部分電廠已進(jìn)行了油動機(jī)改造，加裝了冷卻水套來消除油動機(jī)積碳。

3.2 高調(diào)門卡澀的處理注意事項

（1）導(dǎo)向套筒與連接桿之間卡澀出現(xiàn)較少，但是每次解體時可以發(fā)現(xiàn)導(dǎo)向套筒內(nèi)部劃痕較多，使用砂紙打磨即可。

（2）閥內(nèi)套筒與閥碟鎖緊螺母之間氧化皮造成的卡澀很常見，且容易造成閥門完全卡死。多數(shù)電廠也已經(jīng)意識到這個問題，進(jìn)行了定期的氧化皮清理工作。但是氧化皮的清理又會造成動靜部分間隙過大，門桿漏汽增大甚至出現(xiàn)外漏情況。這里建議各廠認(rèn)真執(zhí)行閥門活動試驗的定期工作，然后根據(jù)運(yùn)行情況再行調(diào)整該處間隙。

3.3 高調(diào)門關(guān)閉不嚴(yán)處理

高調(diào)門經(jīng)過多次研磨后，若未考慮到閥碟的下沉，將會造成虛假現(xiàn)象影響判斷，我們可以將預(yù)啟閥頭涂抹紅丹粉及連接桿端部涂抹紅丹粉再進(jìn)行型線驗收，若預(yù)啟閥頭與閥碟有接觸且閥套與連接桿無接觸的同時型線合格方可確認(rèn)為正確安裝。且此時的防轉(zhuǎn)銷應(yīng)已安裝到位。目前電廠外委檢修較多，外委單位水品層次不齊，甚至有造假情況。外委單位在進(jìn)行閥門研磨后若感覺閥碟下沉較多，會故意不裝配防轉(zhuǎn)銷，將連接桿回退幾圈后，人為延長了閥桿從而壓出型線。

3.4 閥桿斷裂

連接桿與閥桿未按圖紙裝配，端面存在間隙，長時間運(yùn)行后造成了閥桿斷裂。石電曾多次出現(xiàn)閥桿銷孔處斷裂，閥桿螺紋損壞等故障。因全部更換閥桿費(fèi)用較高，且新閥桿若不根據(jù)現(xiàn)場實際情況特制同樣不能滿足需要等因素，石電在仔細(xì)測量閥桿頂部間隙后配等厚墊片填入。經(jīng)多年運(yùn)行再無同類現(xiàn)象發(fā)生。

3.5 高調(diào)門套筒裂紋

高調(diào)門套筒裂紋基本上分為兩種：①常見的是隱蔽缺陷，裂紋部位位于套筒門桿漏汽孔位置的裂紋。因該處的套筒壁厚相對偏薄。②少見的裂紋為套筒位于閥門中分面密封處臺階存在裂紋，產(chǎn)生的原因在2.5中已分析，就不再累述。若未能及時發(fā)現(xiàn)則會造成伸入閥門腔室內(nèi)部的部分跌落，從而失去對閥桿的保護(hù)作用造成閥桿斷裂等問題，若零碎部件隨氣流進(jìn)入調(diào)節(jié)級后果不堪設(shè)想。

4 結(jié)束語

隨著節(jié)能環(huán)保的要求越來越高，單個高調(diào)門的故障雖不至于機(jī)組非停，但閥序的改變對機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行影響極大，同時閥序的更改也極易造成高壓缸軸瓦振動異常，嚴(yán)重威脅了主機(jī)安全。以上對高調(diào)門結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡要的說明，綜合歸納了現(xiàn)場運(yùn)行中常見的缺陷現(xiàn)象，分享了相關(guān)的檢修經(jīng)驗，增強(qiáng)檢修技術(shù)交流。

[1]周禮泉，編.大功率汽輪機(jī)檢修.北京：中國電力出版社，1997.

[2]吳季蘭.汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國電力出版社，1998.

[3]郭延秋，主編.大型火電機(jī)組檢修實用技術(shù)叢書：汽輪機(jī)分冊.北京：中國電力出版社，2003.

TK268

A

1004-7344（2016）11-0090-02

2016-3-2

肖俊豪（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事汽輪機(jī)發(fā)電運(yùn)行維護(hù)等工作。