關于降低汽輪機抽氣逆止閥試驗故障率的研究

汪文耀 李樹玲 王魯寧

【摘?要】本文主要以昌江核電站1#機組為例，介紹了核電廠汽輪機抽汽逆止閥的一種故障形式。筆者詳細描述了團隊針對故障開展的調(diào)查、分析、制定對策并實施的一系列過程，為其他電廠抽汽逆止閥的故障處理提供思路，以供參考。

【關鍵詞】汽輪機;抽汽逆止閥;故障率

一、抽汽逆止閥功能介紹

抽汽逆止閥是汽輪機的配套設備，安裝在去往加熱器的抽氣回熱管道上;防止在汽輪機停機時，加熱器或抽氣管道內(nèi)的蒸汽返回汽輪機引起汽輪機超速。抽汽逆止閥上部為氣動執(zhí)行機構，包含過濾減壓閥、電磁閥、氣缸、壓力表等組件;下部為機械執(zhí)行機構，包括氣動壓桿，閥瓣，擋塊、反饋連桿等。

抽汽逆止閥防止在汽輪機停機時，加熱器或抽氣管道內(nèi)的蒸汽返回汽輪機引起汽輪機超速。其不可用將對汽輪機的安全穩(wěn)定運行有著重要影響。因此，電廠每月針對抽汽逆止閥都有定期活動試驗，確保其功能可靠。

二、故障調(diào)查與診斷

昌江核電1#汽輪機共有13臺抽汽逆止閥。2018年1-6月海南核電抽汽逆止閥故障總次數(shù)為31次，每月平均故障次數(shù)為5.2次/月，平均每月故障率39.74%。為了降低汽輪機抽汽逆止閥故障率，筆者小組團隊圍繞如何降低汽輪機抽汽逆止閥故障率，開展了一系列調(diào)查活動。

通過調(diào)查得出，我廠1號機組抽氣逆止閥故障的癥結(jié)為限位開關實際未觸發(fā)。小組針對該癥結(jié)，利用頭腦風暴的分析辦法，找到了10條可能的末端因素，分別為：1.限位開關未正確安裝;2.閥桿變形;3.閥桿銹蝕;4.氣路漏氣;5.機械連桿長度不足;6.指令與反饋接線不正確;7.限位開關損壞;8.電磁閥損壞;9.氣源未調(diào)至合適壓力;10.機械連桿松動。

小組采取現(xiàn)場調(diào)查、試驗和分析等方法，針對抽汽逆止閥故障率高的10個末端因素進行了逐個驗證和確認，最終確定了如下兩個要因：

1.閥桿變形;小組聯(lián)系運行人員對閥門進行操作和確認，檢查閥門動作情況，發(fā)現(xiàn)閥門1AHP009VV的閥桿卡澀，無法達到預定的全開和全關位置以觸發(fā)反饋信號。經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)，閥桿與閥瓣擋塊變形，閥桿彎曲。經(jīng)分析，閥桿與閥瓣擋塊可接觸面積小，關閉過程中閥桿以較小面積較大力量作用在閥瓣擋塊上，打偏打彎，擠壓變形，造成閥門卡澀。

2.機械連桿長度不足：經(jīng)現(xiàn)場測量，1AHP006VV與1ABP003VV閥門機械連桿分別為6.10CM和6.40CM，低于7-9CM的正常標準。在每次閥門動作時，機械連桿與反饋部件的擺臂在轉(zhuǎn)動至某一特定角度會脫離，使得限位開關不能正常觸發(fā)。

三、對策制定與實施

針對要因一閥桿變形，小組提供了如下解決方案：

1.加粗閥桿，矯正擋塊：將閥桿規(guī)格由φ17mm換成φ25mm，同時將被打偏的擋塊校正回原始形態(tài)，以增大接觸面;

2.縮短試驗動作時間以減弱閥桿與擋塊的碰撞沖擊：對13個閥門各增加閥桿活動試驗按鈕，點擊試驗按鈕將觸發(fā)200mS的脈沖，使得閥門關閉約1/2，以達到閥門活動試驗的目的。

針對要因二機械連桿長度不足，可通過更換足夠長度的機械連桿來解決，使得連桿在轉(zhuǎn)動至任意角度均能與限位開關的擺臂充分接觸。經(jīng)由小組討論并經(jīng)技術變更會議論證，確定以上方案均可行，同步實施。

小組在大修期間按上述對策對閥門進行了部件及試驗邏輯的改造，結(jié)果確認如下：

1.加粗閥桿，矯正擋塊：檢修人員將閥門解體，將閥桿的規(guī)格由φ17mm換成φ25mm，同時將被打偏的擋塊校正回原始形態(tài)。單體測試表明，閥桿抗彎性能顯著提升，閥桿與擋塊的接觸面較之前約增大了一倍，有效地減少了沖擊時擠壓變形的可能性。

2.縮短試驗動作時間，減弱閥桿碰撞沖擊：小組技改實施人員對每個閥門各增加活動試驗按鈕，在每月一次的定期試驗中，將原來的閥門全行程動作試驗改為閥門半程活動試驗。由操縱員在主控畫面按下閥門試驗按鈕，觸發(fā)200mS（0.2S）的關命令，電磁閥動作，閥門失氣0.2S，就地觀察閥桿下插0.2S后迅速提升，實際動作的行程縮短至約全行程的1/2，未達到全關位置，避免了閥桿與閥瓣擋塊在全關位置發(fā)生碰撞擠壓。同時驗證了閥門的可用性，避免了在機組正常功率運行執(zhí)行定期試驗期間出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。達到對策目標。

3.更換足夠長度的機械連桿：我們將連桿更換成長度為7.5cm的新連桿，測試結(jié)果顯示：機械連桿在轉(zhuǎn)動至任意角度均能與限位開關的擺臂充分接觸，在閥桿及閥瓣動作到位的前提下，限位開關均能正常觸發(fā)。

四、效果檢查

小組收集了2019年3月-8月的試驗數(shù)據(jù)，如下表：

由上表可以看出，2019年3月-8月總故障次數(shù)為2，其月平均故障率已由39.74%降低至2.56%，而由癥結(jié)（限位開關未觸發(fā)）導致的故障率為0，改造成果非常顯著。

五、結(jié)束語

本次改造活動提高了設備運行的可靠性，降低了抽汽逆止閥月度定期試驗中閥門的故障率，減輕了維修部門的壓力，為機組安全穩(wěn)定運行提供了有力支持，為昌江核電2號機組及其他電廠同類問題的處理提供了參考。

作者簡介：

汪文耀，工程師，維修處，現(xiàn)從事核電廠汽輪機控制系統(tǒng)、全廠數(shù)字化控制系統(tǒng)等儀控運維工作。

李樹玲，工程師，設備管理處，現(xiàn)從事核電廠常規(guī)島及BOP設備管理工作。

王魯寧，工程師，設備管理處，現(xiàn)從事核電廠核島設備管理工作。

（作者單位：海南核電有限公司）