N300-16.7/537/537-3汽機汽缸漏汽原因與治理

陳慶輝

（廣東省粵電集團有限公司 廣州）

一、事件描述

（1）4號機組負(fù)荷250 MW，汽輪機高壓缸底部突發(fā)爆漏聲，汽缸底部保溫層大量吹出，中壓缸進汽口處的上下缸內(nèi)外壁溫差開始增大，最高溫差達(dá)72℃。汽機振動開始異常增大，2Y軸振動最大從60 μm增大到116 μm，之后打閘停機。汽機惰走時間為32 min（正常情況下應(yīng)為54 min），盤車電流25～27 A（正常應(yīng)為23 A），大軸晃動度0.08 mm（正常為0.02 mm）。停機后中壓缸上下缸溫差最高達(dá)97℃且缸內(nèi)有摩擦聲。

經(jīng)檢查，造成汽缸底部漏汽的原因為高壓缸底部缸溫測量元件法蘭密封墊片損壞所致。

（2）3號機組負(fù)荷287 MW，汽機高壓缸底部突然爆漏，大量保溫層吹出，中壓缸下外壁溫度下降較快，隨后中壓缸外壁上下溫差最高達(dá)75℃，機組打閘停機。經(jīng)檢查，高壓缸底部漏汽的部位為高壓內(nèi)缸疏水法蘭（圖1），法蘭部分密封墊片已被吹出。圖2為取下的受損波齒密封墊片，墊片已嚴(yán)重變形。

二、原因分析

屢次發(fā)生的高壓內(nèi)缸疏水法蘭面漏汽故障，原因均為高溫高壓密封件損壞，這與汽缸變形、密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計、密封件型式、材料選取及檢修安裝工藝等因素有關(guān)。

1.汽缸變形造成上下密封面移位

汽機高壓內(nèi)缸疏水及汽缸底部缸溫測量元件法蘭接合面，原設(shè)計是靠特制螺母（圖3）與法蘭密封面及缸面對研，接觸面達(dá)到75%以上的情況下可實現(xiàn)密封。由于缸體變形及脹差等因素，承受內(nèi)缸高壓的疏水法蘭面容易發(fā)生位移，造成上下密封面和密封墊片錯位，容易導(dǎo)致密封墊片偏磨或出現(xiàn)受力薄弱點。

圖1 高壓內(nèi)缸疏水法蘭泄漏點

2.特制螺母設(shè)計不合理

原特制螺母的設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖4所示。該結(jié)構(gòu)特制螺母密封面是平面，容易造成密封墊滑移；在密封面的外緣上，開了4個用于拆裝的沖擊預(yù)留槽，每次拆裝該螺母時都要用細(xì)尖的敲擊螺絲批沖擊螺母密封面上的沖擊預(yù)留孔才能完成拆裝工作，每次拆裝過程中都會引起鎖母密封面變形，且密封面要縮小。

圖2 受損變形的密封墊片

圖3 特制螺母

3.安裝工藝問題

醫(yī)院內(nèi)部控制意識的不足主要來源于內(nèi)部控制認(rèn)知以及意識的不足。主要的原因就是內(nèi)部控制管理基礎(chǔ)有所欠缺，使得落實的主體不能夠從整體角度出發(fā)。對于內(nèi)部控制的認(rèn)識也是十分的粗淺，只是簡單的認(rèn)為內(nèi)部控制更多地就是為了防范內(nèi)部進行貪污舞弊?；蛘呔褪钦J(rèn)為會給醫(yī)院帶來更多的運作環(huán)節(jié)，影響工作效率與積極性；其次就是多數(shù)醫(yī)院以為內(nèi)部控制是財務(wù)、審計以及監(jiān)察等部門的事，醫(yī)院其他部門的醫(yī)務(wù)人員認(rèn)為內(nèi)部控制與自身并沒有聯(lián)系，不會主動的參與到內(nèi)部控制體系當(dāng)中。

汽缸底部法蘭連接安裝時位置受限，作業(yè)困難，4個緊固螺栓的緊力可能不一致，使墊片受力不均勻，有些部位受力過大，變形嚴(yán)重，造成墊片損壞；有些部位受力過小，墊片松動，形成密封薄弱點。另外，由于密封面為平面結(jié)構(gòu)，在緊固法蘭時墊片容易滑動，造成墊片中心產(chǎn)生偏移，運行中受力不均。

4.密封墊片結(jié)構(gòu)和材料

密封墊片選用的是0Cr18Ni9材料，厚度3 mm，上敷石墨層的4波齒密封墊。法蘭是靠墊片的彈性變形力進行密封，4個波齒形成4個壓力級密封。

圖4 原特制螺母結(jié)構(gòu)

由于選用的波齒墊強度不夠，在汽缸變形、法蘭緊固力不均、法蘭螺栓高溫蠕變、冷熱交變應(yīng)力等作用下，墊片產(chǎn)生較大塑性變形（失效墊片厚度最小只有2 mm），材料的彈性變形力變小，法蘭面容易發(fā)生張口，設(shè)計的4個壓力密封級密封面減少，外面密封級承受的壓力增大，在蒸汽壓力作用下，密封薄弱點最后吹損泄漏。從損壞的密封墊可看出第一級壓力密封尚完好，而后三級已吹損失效。

三、改進措施

針對以上分析得知解決問題的方法，一是要改進特制螺母的設(shè)計，保證特制螺母密封性能穩(wěn)定；二是選用強度更高、性能更好的密封材料。

1.改進特制螺母的設(shè)計

重新設(shè)計一個合理的特制螺母，螺母與法蘭的接觸面采用公母配合結(jié)構(gòu)，以防墊片安裝、運行時滑出。另外，拆裝螺母由原來從密封面的4個預(yù)留沖擊孔改成從側(cè)面拆裝，保證了密封面的完好。改進的特制螺母的結(jié)構(gòu)如圖5。

圖5 改進的特制螺母

2.選用性能更好的密封墊片

鑒于之前使用的密封墊強度不夠，改進后，密封墊片材料選用1Cr18Ni9Ti不銹鋼，墊片也由原來的3 mm加到3.5 mm，強度得到提高。

3.嚴(yán)格裝配工藝

改進后的特制螺母為確保優(yōu)良的裝配質(zhì)量，要求裝配時必須保證上下法蘭張口＜0.1 mm，切實保證裝配質(zhì)量。

四、效果與結(jié)論

4臺機組陸續(xù)按照改進方案全部完成了改進。運行結(jié)果表明，改進后機組未再發(fā)生漏汽故障。同時，改進方案得到設(shè)備生產(chǎn)廠家認(rèn)可。