330MW汽輪機(jī)組中壓聯(lián)合汽閥調(diào)節(jié)閥桿漏汽處理淺析

李澤明

摘要：中電荔新電廠2×330MW機(jī)組均采用東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的CC330-16.67/3.5/1.0/538/538型單軸雙缸雙排汽一次中間再熱雙抽供熱凝汽式汽輪機(jī)。文章針對(duì)東方汽輪機(jī)廠生產(chǎn)的330MW中壓聯(lián)合汽閥調(diào)節(jié)閥桿漏汽的現(xiàn)象，對(duì)泄漏的調(diào)節(jié)閥體進(jìn)行解體檢查，并采取相應(yīng)的處理措施，通過(guò)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常及技術(shù)分析，找到解決閥桿漏汽問(wèn)題的方法，徹底處理好門桿漏汽缺陷。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)組；中壓聯(lián)合汽閥；調(diào)節(jié)閥桿；門桿漏汽；磨損 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TK264 文章編號(hào)：1009-2374（2017）08-0192-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.08.094

近年來(lái)，330MW汽輪機(jī)組在我國(guó)大部分電廠生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，然而某些330MW汽輪機(jī)組在投入運(yùn)行一段時(shí)間后中壓聯(lián)合汽閥調(diào)節(jié)閥桿出現(xiàn)漏汽跡象，且閥體內(nèi)部出現(xiàn)一些異響等問(wèn)題，其中中壓聯(lián)合汽閥調(diào)節(jié)閥桿漏汽現(xiàn)象較為嚴(yán)重。因此，結(jié)合自身的工作實(shí)際情況對(duì)中壓聯(lián)合汽閥調(diào)節(jié)閥桿出現(xiàn)漏汽問(wèn)題的原因進(jìn)行分析，并提出了針對(duì)性的處理方法和防范措施。

1 中壓聯(lián)合汽閥簡(jiǎn)介與工作原理

330MW中壓聯(lián)合汽閥由中壓主汽門和中壓調(diào)節(jié)汽門置于同一殼體內(nèi)，其結(jié)構(gòu)分為閥體和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分，聯(lián)合閥體由閥座、閥碟、曲臂、閥桿、閥桿套筒、密封環(huán)等部件組成，其開(kāi)關(guān)動(dòng)作是由油動(dòng)機(jī)和彈簧推動(dòng)曲臂轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，再熱主汽閥油動(dòng)機(jī)與油動(dòng)遮斷閥油動(dòng)機(jī)同時(shí)受到安全油控制。當(dāng)關(guān)閉油動(dòng)遮斷閥時(shí)，將會(huì)建立安全油壓，關(guān)閉卸載閥，以完成油動(dòng)機(jī)的準(zhǔn)備工作，在壓力油作用下機(jī)組的汽閥開(kāi)啟，非傳動(dòng)端汽室內(nèi)逐漸建立起壓力，直至與再熱蒸汽壓力相同，而傳動(dòng)端處于大氣壓下，在壓差作用下，門軸被推向傳動(dòng)端，密封環(huán)貼合，將再熱蒸汽密封隔離。待安全油壓力達(dá)不到要求時(shí)，卸載閥將會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，并與回油管路相連通，此時(shí)油動(dòng)遮斷閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，使汽室與凝汽器相連處于真空狀態(tài)，在大氣壓力作用下轉(zhuǎn)軸被推向油動(dòng)遮斷閥端，使密封環(huán)脫開(kāi)，閥門操縱座在彈簧緊力作用下迅速關(guān)閉中壓主汽閥。

由于330MW汽輪機(jī)組中壓主汽閥主要是依靠閥桿外套筒內(nèi)的密封環(huán)進(jìn)行密封。與此同時(shí)，在330MW汽輪機(jī)組聯(lián)合主汽閥閥桿內(nèi)部設(shè)有2段密封裝置，其中一段的密封裝置與自密封系統(tǒng)母管相互連接在一起，另一段閥桿漏汽密封裝置與汽封加熱器相連接。

2 漏汽處理及原因分析

2016年03月06日#2機(jī)A側(cè)中壓聯(lián)合汽閥調(diào)節(jié)門桿位置發(fā)生漏汽，調(diào)節(jié)汽閥開(kāi)度為100%，現(xiàn)場(chǎng)檢查汽流聲較大閥桿全開(kāi)位無(wú)卡澀現(xiàn)象，針對(duì)調(diào)節(jié)汽閥門桿漏汽缺陷進(jìn)行初步技術(shù)分析，判斷閥桿密封磨損間隙變大導(dǎo)致漏汽，因運(yùn)行中不具備閥門解體處理?xiàng)l件，策劃閥桿漏汽問(wèn)題于#2機(jī)組C級(jí)檢修時(shí)處理并采購(gòu)原廠相關(guān)備件。

#2機(jī)組C修期間于11月25日將A側(cè)中壓聯(lián)合汽閥調(diào)節(jié)閥進(jìn)行解體檢修，檢查發(fā)現(xiàn)A側(cè)中壓聯(lián)合汽閥調(diào)節(jié)閥桿及閥桿套筒內(nèi)孔有磨損，經(jīng)測(cè)量調(diào)節(jié)閥桿與密封環(huán)間隙為0.72mm，超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)0.50mm的要求，更換調(diào)節(jié)閥桿、閥桿套筒、密封環(huán)和阻汽套等損壞部件，檢查閥蓋與閥體結(jié)合面接觸良好，用鋼絲刷清理各部件除垢及用油石磨去高溫氧化層后涂上二硫化鉬，清理閥套內(nèi)積垢，檢查閥芯密封線并涂紅丹檢查閥芯與閥座接觸密封面良好，將閥芯組件逐步起吊回裝完畢，12月16日15∶00#2機(jī)組啟動(dòng)#2A側(cè)中壓聯(lián)合汽閥調(diào)節(jié)汽閥試驗(yàn)動(dòng)作靈活不漏。

11月25日#2機(jī)A側(cè)中壓聯(lián)合汽閥調(diào)節(jié)閥桿解體后專業(yè)內(nèi)探討分析漏汽原因，機(jī)組停運(yùn)后對(duì)聯(lián)合汽閥油動(dòng)機(jī)進(jìn)行檢查，活塞卡澀不能自由活動(dòng)，因此不考慮油動(dòng)機(jī)出現(xiàn)異常問(wèn)題。調(diào)節(jié)閥解體后發(fā)現(xiàn)閥桿變形嚴(yán)重并有刮痕，閥桿套筒內(nèi)孔磨損，推斷閥桿與閥桿套筒在運(yùn)行中有碰磨。使門桿與密封環(huán)配合間隙超出標(biāo)準(zhǔn)值0.22mm，導(dǎo)致閥桿密封環(huán)和阻汽套等部件損壞，密封環(huán)貼合嚴(yán)密性逐步變差而出現(xiàn)閥桿漏汽。

其他異常分析：（1）聯(lián)合汽閥檢修時(shí)，拆裝工藝不當(dāng)，調(diào)節(jié)閥閥桿在長(zhǎng)期高溫蒸汽的作用下發(fā)生不規(guī)則變形造成彎曲度超標(biāo)，在高溫蒸汽激振力的作用下閥桿與閥桿套筒發(fā)生磨損；（2）閥體在高溫下長(zhǎng)期運(yùn)行產(chǎn)生氧化層導(dǎo)致運(yùn)行中發(fā)生卡澀，機(jī)組投運(yùn)超過(guò)三年時(shí)間閥桿氧化層一般達(dá)到0.15mm以上，運(yùn)行中閥門調(diào)節(jié)動(dòng)作致使表面累積形成的硬質(zhì)氧化皮脫落，導(dǎo)致閥桿和閥套空隙有大量氧化皮和積垢，門桿表面光潔度粗糙，閥套與門桿之間活動(dòng)間隙變小，門桿套之間的摩擦力變大，因而容易造成門桿與套筒汽封的擠壓卡澀，從而發(fā)生碰撞磨損，調(diào)節(jié)閥開(kāi)啟后球面密封環(huán)全周接觸面積無(wú)法達(dá)到100%接觸，導(dǎo)致閥桿發(fā)生漏汽。通過(guò)對(duì)氧化皮厚度超標(biāo)的主要原因分析，主要包括以下三點(diǎn)：（1）閥桿材料在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后抗氧化能力逐步變差；（2）當(dāng)機(jī)組停止運(yùn)行以后，門桿漏汽至軸封系統(tǒng)逆止門密封不嚴(yán)，從而導(dǎo)致汽體進(jìn)入門桿中，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用，將會(huì)造成門桿出現(xiàn)氧化腐蝕；（3）當(dāng)機(jī)組停止運(yùn)行以后，閥桿與閥套之間發(fā)生銹蝕，大大減少了動(dòng)靜間隙，蒸汽管道內(nèi)的細(xì)小硬質(zhì)雜物隨蒸汽進(jìn)入中壓調(diào)節(jié)閥汽室而出現(xiàn)卡澀磨損。

除了以上原因以外，造成330MW汽輪機(jī)組中壓聯(lián)合汽閥調(diào)節(jié)閥桿漏汽的原因還包括以下三個(gè)方面：（1）機(jī)組中壓聯(lián)合汽閥調(diào)節(jié)閥桿與密封環(huán)裝配質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，從而導(dǎo)致大量的蒸汽進(jìn)入閥桿內(nèi)部，加上閥桿漏汽密封裝置設(shè)計(jì)不能滿足接納泄漏要求，從而引起運(yùn)行中出現(xiàn)蒸汽外泄現(xiàn)象；（2）330MW汽輪機(jī)組中的軸封系統(tǒng)在運(yùn)行中發(fā)生異常情況，如管道布置不合理等；（3）密封裝置回汽管路不暢通或者管路節(jié)流孔板堵塞，從而導(dǎo)致閥桿出現(xiàn)漏汽。

3 預(yù)防措施

第一，利用機(jī)組檢修機(jī)對(duì)中壓聯(lián)合汽閥主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥閥芯組件進(jìn)行解體檢查，使用砂輪片及砂紙清理閥套內(nèi)部和閥桿表面氧化層積垢，測(cè)量主汽閥桿和調(diào)節(jié)閥桿彎曲度≯0.05mm，檢查閥套同心度，測(cè)量主汽門閥套和閥桿徑向間隙為0.36～0.41mm，測(cè)量中調(diào)門閥套和閥桿徑向間隙為0.50～0.58mm，選擇抗氧化性能好的材料備件進(jìn)行更換，裝配聯(lián)合汽閥閥桿、閥套等配件時(shí)一定要均勻涂抹二硫化鉬粉，防止行程部分咬死。

第二，機(jī)組停運(yùn)期間對(duì)聯(lián)合汽閥進(jìn)行測(cè)試，并嚴(yán)格檢查聯(lián)合汽閥的關(guān)閉時(shí)間，看是否存在超標(biāo)現(xiàn)象，在啟動(dòng)冷態(tài)之前，我們需要做好汽機(jī)機(jī)組中各個(gè)汽閥的靜態(tài)試驗(yàn)，如發(fā)現(xiàn)存在卡澀問(wèn)題，應(yīng)禁止啟動(dòng)機(jī)組，機(jī)組運(yùn)行期間每半月進(jìn)行一次定期閥門活動(dòng)試驗(yàn)，密切關(guān)注中主門和中調(diào)門活動(dòng)行程，機(jī)組停運(yùn)期間每半月進(jìn)行一次閥門全行程活動(dòng)試驗(yàn)，減少閥套與閥桿表面氧化層

堆積。

第三，在330MW汽輪機(jī)組運(yùn)行中，要對(duì)蒸汽溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，禁止蒸汽溫度出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間超溫現(xiàn)象，以免金屬發(fā)生腐蝕。在機(jī)組停機(jī)以后，我們要及時(shí)開(kāi)啟汽閥的疏水閥，以防閥門積水而引起各部套發(fā)生銹蝕、卡澀問(wèn)題，在啟動(dòng)冷態(tài)時(shí)，要嚴(yán)格按規(guī)程規(guī)定加強(qiáng)暖閥時(shí)間控制，以免過(guò)早切換閥門而導(dǎo)致汽門各部套產(chǎn)生熱沖擊，為了達(dá)到更好的抗氧化效果，在機(jī)組停止運(yùn)行以后，要對(duì)門桿漏汽段的閥門進(jìn)行檢查是否嚴(yán)密關(guān)閉，定期對(duì)聯(lián)合汽閥閥體進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，減輕閥體組件發(fā)生停用腐蝕。

此外，對(duì)于330MW汽輪機(jī)組中壓聯(lián)合汽閥調(diào)節(jié)閥桿漏汽問(wèn)題，還要采取以下三點(diǎn)預(yù)防措施：（1）若發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥桿發(fā)生漏汽，首先應(yīng)增加閥位開(kāi)啟指令，一般開(kāi)度要增加至103%～105%，從而使油動(dòng)機(jī)過(guò)開(kāi)，以增大閥桿密封面的密封性。若閥桿還繼續(xù)漏汽，問(wèn)題可能出在油動(dòng)機(jī)的工作行程相對(duì)于閥桿全開(kāi)的行程顯得較少，所以應(yīng)將閥桿與聯(lián)軸器處的墊環(huán)的厚度增加至3～5mm，盡量減小油動(dòng)機(jī)的空行程，確保閥桿開(kāi)啟運(yùn)行中密封面得到良好的密封；（2）在聯(lián)合汽閥解體過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格檢查閥桿密封面的受損情況和密封面的接觸情況，看是否存在問(wèn)題。由于密封環(huán)和密封面一般采用太立合金焊接方式，因此閥桿復(fù)裝時(shí)需要對(duì)表面進(jìn)行氮化處理，以防閥體故障問(wèn)題的出現(xiàn)；（3）對(duì)漏汽管道系統(tǒng)的截止閥及止回閥進(jìn)行解體檢查，看閥體是否存在異常狀況。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，330MW汽輪機(jī)組中壓聯(lián)合汽閥調(diào)節(jié)閥桿漏汽問(wèn)題直接影響到機(jī)組的安全性能，通過(guò)對(duì)閥桿漏汽問(wèn)題分析得知，閥桿與閥桿套筒安裝質(zhì)量問(wèn)題是發(fā)生漏汽的主要原因，故需要引起我們重視。因此，在中壓聯(lián)合汽閥維修過(guò)程中需要對(duì)裝配質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，以免閥桿漏汽缺陷重復(fù)出現(xiàn)。此外，通過(guò)更換閥桿、閥桿套筒及密封套件后中壓聯(lián)合汽閥調(diào)節(jié)閥桿漏汽問(wèn)題得到徹底解決，但為了避免機(jī)組運(yùn)行時(shí)再次發(fā)生閥桿漏汽需做好相關(guān)預(yù)防措施，以延長(zhǎng)330MW汽輪機(jī)組中壓聯(lián)合汽閥的使用壽命，確保汽輪機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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（責(zé)任編輯：秦遜玉）