羅振琨，王丹丹

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，黑龍江 哈爾濱150000）

汽輪機(jī)閥門控制方式在汽輪機(jī)正常安全運(yùn)行過程中起著至關(guān)重要的作用。行之有效的控制方式策略不但能大大提高整臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行效率，也對(duì)機(jī)組安全可靠的運(yùn)行提供更好的保障。隨著汽輪機(jī)控制技術(shù)及自動(dòng)化技術(shù)水平的飛速發(fā)展，對(duì)于汽輪機(jī)調(diào)節(jié)控制方式已經(jīng)由傳統(tǒng)的純液調(diào)控制系統(tǒng)發(fā)展為現(xiàn)在電液調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)（DEH），由于其有控制精度高、響應(yīng)速度快、控制靈活等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)大量應(yīng)用在汽輪機(jī)新機(jī)組中，并在逐步取代老式的控制方式，成為目前市面上主流的汽輪機(jī)控制方式。

高壓主汽閥是蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)的第一道閥門，在常規(guī)30 MW以上汽輪機(jī)組中高壓主汽閥控制方式多為伺服型，30 MW及以下汽輪機(jī)組高壓主汽閥控制方式多為開關(guān)型（圖1），由于伺服型高壓主汽氣閥與調(diào)節(jié)閥控制方式類似，目前伺服型調(diào)節(jié)閥故障分析的文章較多，所以本文僅針對(duì)30 WM機(jī)組以下的開關(guān)型高壓主汽閥（工作原理：汽輪機(jī)掛閘后，AST油壓建立，高壓主汽閥在高壓油的作用下自動(dòng)開啟。當(dāng)遇到機(jī)組超速等危急狀況時(shí)，AST油壓會(huì)自動(dòng)泄掉，從而實(shí)現(xiàn)閥門的快關(guān)過程[1]）。在調(diào)試、運(yùn)行過程中遇到的常見故障作出研究，并分析具體的解決方法，為汽輪機(jī)的安裝、調(diào)試提供指導(dǎo)幫助。

圖1 開關(guān)型高壓主汽閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)原理圖

1 實(shí)例分析

1.1高壓主汽閥快關(guān)問題

某電廠2號(hào)汽輪機(jī)組在做運(yùn)行前靜態(tài)拉閥試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)1號(hào)高壓主汽閥油動(dòng)機(jī)快關(guān)電磁閥帶電時(shí)，閥門快關(guān)時(shí)間大約0.4 s，大大超過了機(jī)組運(yùn)行規(guī)范所要求的0.15 s內(nèi)的關(guān)閉時(shí)間[2]。

針對(duì)以上問題，初步分析可能為閥門連接件卡澀、卸荷閥卡澀造成回油不暢、反饋元件（LVDT、行程開關(guān)）自身問題。首先檢查閥門連接部件是否出現(xiàn)卡澀或磨損?，F(xiàn)場(chǎng)通過觀察閥桿及操縱座部分，并未發(fā)現(xiàn)磨損痕跡，排除機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝配合問題。測(cè)量反饋元件，并無接觸不良等問題。將卸荷閥拆除觀察并清洗后復(fù)裝，重復(fù)試驗(yàn)問題并未解決。

根據(jù)DEH系統(tǒng)快關(guān)時(shí)記錄的畫面反饋閥位曲線（圖2）分析發(fā)現(xiàn)，閥門快關(guān)時(shí)開始關(guān)閉速度很快，在1/4閥位時(shí)速度突然變慢，影響到整個(gè)閥門關(guān)閉時(shí)間。分析油動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，閥門關(guān)閉速度突變拐點(diǎn)處即為油動(dòng)機(jī)剛進(jìn)入緩沖區(qū)階段，由于緩沖區(qū)間隙過小，導(dǎo)致緩沖段回油量也會(huì)很小，最終致使油動(dòng)機(jī)快關(guān)時(shí)在緩沖區(qū)的時(shí)間過長(zhǎng)[3]。

圖2 閥門關(guān)閉曲線

對(duì)油動(dòng)機(jī)進(jìn)行解體，加工緩沖套外圓，并重復(fù)試驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)0.14 s，達(dá)到閥門快關(guān)時(shí)間要求標(biāo)準(zhǔn)。

1.2高壓主汽閥開啟問題

某電廠135 MW汽輪機(jī)汽輪機(jī)閥門靜態(tài)試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)掛閘后，2號(hào)高壓主汽閥不能開啟到閥門全開位置，大約在全行程的60%，閥門停止開啟。

首先，觀察閥門開啟過程中運(yùn)行狀態(tài)，彈簧座、閥桿等連接部件并無因偏心側(cè)向力發(fā)生卡澀，且開啟過程中未發(fā)現(xiàn)干磨擦現(xiàn)象[4]。因此，可以排除機(jī)械結(jié)構(gòu)加工及安裝誤差的因素的影響?？梢钥紤]油動(dòng)機(jī)內(nèi)部油路問題，分析可能是由于主汽閥開啟到全行程的60%時(shí)油動(dòng)機(jī)由于出現(xiàn)泄油點(diǎn)，導(dǎo)致油動(dòng)機(jī)出力不夠，有桿腔壓力與操縱座彈簧力完全抵消，閥門不能繼續(xù)克服彈簧力繼續(xù)開啟。由于系統(tǒng)油壓為14 MPa，符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力值。推斷很可能是進(jìn)油節(jié)流孔后存在泄油點(diǎn)，而活動(dòng)電磁閥、卸荷閥泄油的可能性較大。在測(cè)壓點(diǎn)安裝壓力表，測(cè)得節(jié)流孔后的壓力值為8 MPa左右（正常狀態(tài)應(yīng)接近于正常壓力14 MPa）。

分析可得，節(jié)流孔后壓差較大，推斷油動(dòng)機(jī)有桿腔及連接腔室存在泄油點(diǎn)。

拆下活動(dòng)電磁閥，并進(jìn)行帶電、失電測(cè)試，電磁閥功能一切正常。用酒精清洗電磁閥后重新復(fù)裝，故障并未解決，排除活動(dòng)電磁閥影響。拆下卸荷閥閥蓋，將閥芯取出，用酒精清洗閥芯及卸荷閥內(nèi)腔后復(fù)裝閥芯，重新掛閘，主汽閥可以實(shí)現(xiàn)全開到位，故障解除。

分析該故障原因?yàn)橛脱h(huán)時(shí)未將卸荷閥內(nèi)的雜質(zhì)顆粒（鐵屑、焊渣等）沖洗干凈，導(dǎo)致卸荷閥發(fā)生卡澀，保安油建立后不能完全封住油口，油動(dòng)機(jī)出力不夠[5]。

2 結(jié)束語

在汽輪機(jī)調(diào)試、運(yùn)行過程中，閥門經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問題，解決這些問題，主要應(yīng)該依據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制原理，進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)，選擇科學(xué)有效的解決方式。這樣可以盡快的排除故障、解決問題。同時(shí)，在設(shè)備安裝過程中，要嚴(yán)格按照生產(chǎn)廠家的指導(dǎo)規(guī)范執(zhí)行。注意運(yùn)行環(huán)境的控制，比如油質(zhì)必須按照廠家的要求，進(jìn)行充分的油循環(huán)，確保油質(zhì)在NAS5級(jí)以上，才能進(jìn)行下一階段的調(diào)試工作。這樣可以大大減少閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)在調(diào)試運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障的幾率。閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)問題時(shí)，不能只局限于某一方面進(jìn)行分析，還要結(jié)合油動(dòng)機(jī)內(nèi)部液壓原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)原理、控制理論方法，從整體角度分析問題。這樣才能盡快找到原因所在，快速排除故障。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭鈺峰，徐志強(qiáng)，于達(dá)仁.汽輪機(jī)調(diào)節(jié)原理[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

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[3]楊 濤.汽輪機(jī)主汽門卡澀原因分析[J].新疆電力技術(shù)2007，92（1）：41-42.

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[5]張 健.汽輪機(jī)自動(dòng)主汽門缺陷分析及處理[J].熱電技術(shù)，2010，106（2）：21-22.