馬志龍

摘 要：目前，國產(chǎn)600 MW機組是國內火力發(fā)電行業(yè)的主力，但在近幾年機組正常運行過程中，部分600 MW機組遭遇一個共同的問題，即高壓調節(jié)汽門（高調閥）閥桿松脫，導致高調閥開度不足，嚴重時閥桿脫落，汽門瞬間關閉，既影響機組經(jīng)濟性，同時也嚴重威脅機組的安全穩(wěn)定運行，文章主要介紹了大唐國際大壩發(fā)電有限責任公司6號機組1號高調閥故障形成的原因分析和高調閥十字頭優(yōu)化方案，并進行對比。

關鍵詞：600 MW機組；高調閥；優(yōu)化

中圖分類號：TM307 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）33-0018-02

1 立項背景

寧夏大唐國際大壩發(fā)電廠6號機是東方汽輪機廠生產(chǎn)的600 MW機組，型號：NZK600-16.7/538/538-1，亞臨界、一次中間再熱、兩缸兩排汽、直接空冷凝汽式汽輪機，轉速：3 000 r/min額定功率：600 MW最大連續(xù)運行功率：637.46 MW。

2013年2月6日22點48分，6號機組負荷由500 MW突然降至425 MW，主蒸汽壓力由16.4 MPa上漲至17.1MPa。運行人員解除TF，手動加負荷至500 MW，綜合閥位由85%上漲至93%。1號高調門開度由60%上漲至95%，2號高調門開度由39%上漲至81%，3號高調門開度由46%上漲至83%，4號高調門開度由9%上漲至36%，汽機調節(jié)閥后蒸汽壓力右1由14.3 MPa下降至10.15 MPa。經(jīng)就地檢查確認高調門機械指示與DCS一致，綜合閥位開度與負荷不匹配。后對1、2、3、4號高調門進行了活動試驗，其中1號高調門關閉至65%開度時關不下去，初步判斷1號高調門存在故障。

我廠高壓調節(jié)氣閥控制方式為順序閥，無單閥控制功能，高調閥開啟順序為GV1～GV3～GV2～GV4，目前機組負荷在300 ～540 MW之間時主汽壓力在13.～16.5 MPa滑壓運行。如圖1所示。

2 原因分析

從現(xiàn)場的情況看，可能的原因是閥桿頂部與十字頭間的墊環(huán)接觸在現(xiàn)場安裝時未能滿足設計要求，存在大小不等的間隙，或是漏裝墊環(huán)，造成十字頭與閥桿間的圓柱銷在機組停機打閘、調節(jié)閥快關及變負荷過程中承受沖擊載荷，使得圓柱銷因承受巨大的剪切應力而斷裂，螺紋止動失去作用，閥桿的一部分在汽流的影響下退出十字頭，使得閥桿變長。這就會造成在閥門傳動試驗或打閘停機時，調節(jié)閥實際已關閉，但高調閥就地開度與控制系統(tǒng)顯示開度均反映出閥門卡在某個閥位，即高調門仍存在一定開度的假象，我們把上述現(xiàn)象歸結為閥桿聯(lián)接失效，油動機行程與閥位不能形成相互對應關系，此類情況嚴重時，閥桿與十字頭間的螺紋損壞，閥桿會產(chǎn)生脫落。

結合本次6號機組大修，對6號機1、2、3、4號高調門進行解體檢查。解體后發(fā)現(xiàn)1號高調門十字頭與閥桿間的圓柱銷已經(jīng)斷裂，1號高調門的故障原因與早期分析一致。為了避免此類情況再次發(fā)生影響機組安全運行，需對1、2、3、4號高調門進行技術改造。

3 技術改造方案

3.1 汽輪機高壓調節(jié)閥十字頭改造項目的總體技術方案

加工閥桿及中間錐形襯套將高壓調節(jié)閥閥桿與十字頭螺紋連接方式改造為中間錐套聯(lián)接結構、并更換高壓調節(jié)閥主汽閥碟及預啟閥蝶。改造后，高調閥及操縱座的邏輯控制及操作指令不變；高調閥及預啟閥行程不變；改造后，必須保證高調閥及預啟閥的嚴密性能及調節(jié)性能。

3.2 改造部分的安裝要求

將高調閥桿上端加工成有一定角度的錐體，與錐形襯套配合為一體，用圓螺母鎖緊后再加裝一帶槽鎖緊圓螺母將圓螺母鎖死，防止其松脫。再將錐形襯套連同閥桿裝入十字頭并用6-M18外六角圓柱螺栓聯(lián)接成一體，在安裝過程中必須注意：錐形襯套與閥桿錐形部位有75%以上的接觸面積及足夠的預緊力。改造前、后高調門十字頭與閥桿聯(lián)接示意圖，如圖2所示。

4 改造前后對比

改造前高調閥桿與十字頭之間為螺紋聯(lián)接，并以圓柱銷固定，如圖3、圖4所示。這種結構由于閥門關閉瞬間強大的反作用力作用到圓柱銷上，使圓柱銷反復地承受沖擊載荷，圓柱銷的強度在這種反復的沖擊中漸漸有所下降，最終造成在運行過程中高調門圓柱銷斷裂的情況，使得高調門喪失部分調節(jié)能力，嚴重時可造成高調門閥桿螺紋損壞、卡死，使得高調門無法正常解體大修，甚至可造成高調門閥桿脫落，嚴重影響機組安全、經(jīng)濟運行，是一個極大的隱患。

改造后的高調門閥桿與十字頭采用錐套聯(lián)接。如圖5、圖6所示。在閥門關閉的瞬間產(chǎn)生的強大反作用力作用在閥桿頂端的錐面與錐形套結合面上，通過兩個錐面的結合將反作用力卸掉，錐形套通過6條M18外六角圓柱螺栓與十字頭相聯(lián)接，圓螺母固定錐形套位置，帶鎖緊槽圓螺母將圓螺母鎖死，防止圓螺母松脫。這種結構從根本上解決了原設計圓柱銷可能斷裂的缺陷，徹底排除了后顧之憂，為機組安全、經(jīng)濟運行提供了良好的保障。

5 結 語

高壓調節(jié)閥十字頭改進后，從根本上解決了原設計中圓柱銷斷裂的潛在隱患，徹底排除了機組在運行中因圓柱銷斷裂造成高調門喪失調節(jié)能力的顧慮，并確保高調閥可以正常解體檢修。

參考文獻：

[1] 張家余.600 MW機組高壓調節(jié)閥閥桿連接方式改造[J].科技風，2011，

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