高壓主汽門關(guān)閉不到位的原因與處理

呂鵬飛

（安徽華電宿州發(fā)電有限公司，安徽 宿州 234101）

某電廠1號機組采用上海汽輪機有限公司引進美國西屋公司技術(shù)生產(chǎn)的超臨界、一次中間再熱、三缸四排汽、單軸、凝汽式汽輪機，型號為N600-24.2/566/566。汽輪機的控制系統(tǒng)采用OVAT ION公司的電液調(diào)速系統(tǒng)。機組設(shè)置12個油動機，分別控制2個高壓主汽門、4個高壓調(diào)速汽門、2個中壓主汽門和4個中壓調(diào)速汽門。

高壓主汽門是汽輪機用于快速切斷進汽，實現(xiàn)停機的保護裝置，其結(jié)構(gòu)類似截止閥，通過壓力油來控制快速關(guān)閉和開啟，關(guān)閉時間小于0.2s。高壓主汽門是防止汽輪機超速的最關(guān)鍵的保護裝置。汽輪機一旦超速，很容易造成汽輪機飛車、軸系斷裂、汽輪機報廢等嚴(yán)重安全事故，尤其對大型機組，其經(jīng)濟損失將達幾千萬甚至上億元；如果現(xiàn)場附近有人員，還易造成人身傷亡等惡性事故。高壓主汽門進汽壓力、溫度均很高，一旦關(guān)閉不嚴(yán)，極易造成汽輪機超速惡性事故。

1 高壓主汽門結(jié)構(gòu)簡介

高壓主汽門為臥式結(jié)構(gòu)，主閥內(nèi)部有一預(yù)啟閥。當(dāng)閥門在關(guān)閉位置時，進汽壓力和壓縮彈簧的載荷將2只預(yù)啟閥閥碟同時緊壓于其閥座上。預(yù)啟閥閥碟與閥桿相互間為撓性聯(lián)接；當(dāng)其關(guān)閉時，預(yù)啟閥閥碟的密封面在主閥閥碟內(nèi)能自由對中關(guān)閉；當(dāng)閥桿被油動機向開啟方向移動時，預(yù)啟閥先開啟，待其開足，即預(yù)啟閥閥碟反向密封面與主閥閥碟襯套平面形成密封后，主閥閥碟開始開啟；當(dāng)主閥閥碟全開時，閥桿上反向密封面與閥蓋襯套平面又形成密封。高壓主汽門的這種密封稱為自密封。預(yù)啟閥全開的行程是12.5mm，主汽門全開的行程是117.3mm，主汽門閥門總行程是129.8mm。

2 故障經(jīng)過

2009-03-05 T 22:10， 1號機組因鍋爐過熱器一管道泄露而停機消缺。打閘后，1號機2號高壓主汽門T V2關(guān)不到位，DEH顯示開度為11%。就地檢查1號機2號高壓主汽門T V2開度約為15mm，1號機4個高調(diào)門關(guān)閉正常；就地主機惰走時間為56 min，與機組正常惰走時間相同。這說明調(diào)節(jié)氣門關(guān)閉嚴(yán)密，主汽門關(guān)閉未到位。隨后聯(lián)系維護部人員進行處理。

3 原因分析與處理

2009-03-06 T 09:00，檢查發(fā)現(xiàn)1號機2號高壓主汽門T V2大修時遺留了4根螺釘未旋出，1號機1號高壓主汽門T V1大修時遺留2根螺釘未旋出。大修時，為了檢修高壓主汽門，將螺釘向里旋進來頂住高壓主汽門彈簧托盤，以拿出高壓主汽門門芯軸與驅(qū)動軸連接銷子，取出高壓主汽門閥芯。檢查這些遺留的螺釘，發(fā)現(xiàn)其中1根螺釘較其他螺釘短了3Cm，判斷是此螺釘未完全退出而頂住了1號機2號高壓主汽門T V2彈簧，使主汽門關(guān)閉不到位。因高壓主汽門彈簧有一定曠動度，大修后開機多次做試驗時高壓主汽門均開關(guān)正常，因此沒有發(fā)現(xiàn)此問題。現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，1號機2號高壓主汽門T V2彈簧明顯向較短的止退螺釘(高壓主汽門右側(cè))處偏斜。

將此螺釘旋出8圈直至旋不動后，1號機2號高壓主汽門T V2開度顯示為4%。將其余主汽門、調(diào)門EH油進油閥關(guān)閉(因汽機剛停機不久，高、中壓主汽門、調(diào)門開啟后汽缸進冷水、冷汽，造成汽缸及轉(zhuǎn)子變形。關(guān)閉其余主汽門、調(diào)門EH油進油閥，防止掛閘后除2號高壓主汽門T V2以外的主汽門、調(diào)門開啟)，1號機掛閘，將其2號高壓主汽門T V2開啟后，用槽鋼頂住高壓主汽門T V2，以防止其突然關(guān)閉而造成人身傷害；用切割機在主汽門彈簧托架處將止退螺釘凸出部分割除1Cm，并將割除部位打磨光滑，同時將閥門外部此止退螺釘剩余部分一并割除(以后大修時，止退螺釘孔處需重新攻絲)。取出槽鋼后試開關(guān)主汽門均正常。1號機2號高壓主汽門T V2關(guān)閉后開度顯示為1.1%，熱工重新調(diào)整主汽門行程后正常。現(xiàn)場檢查2號機，發(fā)現(xiàn)2號機2號高壓主汽門T V2也有1個止退螺釘未退出。因2號機組正常運行，主汽門為開啟狀態(tài)，從主汽門彈簧托架處可以看出止退螺釘無凸出部分，不影響主汽門關(guān)閉。

4 防范措施

(1) 今后機組大修結(jié)束后，主汽門止退螺釘?shù)纫宦扇∠拢粶?zhǔn)遺留在現(xiàn)場，避免造成設(shè)備隱患。

(2) 根據(jù)《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求》，正常停機時必須減負(fù)荷到0，然后汽機打閘(不實現(xiàn)停機不停爐機組應(yīng)同時MFT)，斷開發(fā)電機出口開關(guān)。事故停機(手動或保護動作)時，仍應(yīng)確認(rèn)汽機高中壓主汽門、調(diào)門關(guān)閉嚴(yán)密，機組負(fù)荷到0，程序逆功率保護動作出口再斷開發(fā)電機出口開關(guān)。

(3) 電氣主保護動作，保護動作出口立即斷開發(fā)電機出口開關(guān)，同時汽機跳閘時，應(yīng)檢查確認(rèn)主、再熱汽門關(guān)閉嚴(yán)密，防止汽機超速。

(4) 發(fā)電機發(fā)生故障(定子接地，轉(zhuǎn)子一點接地，勵磁系統(tǒng)短路等)，同時汽機打閘后發(fā)現(xiàn)汽門關(guān)閉不嚴(yán)或卡澀時，應(yīng)立即開啟旁路及電磁釋放閥盡快將壓力降低，負(fù)荷到0后再斷開發(fā)電機出口開關(guān)，并同時嚴(yán)密監(jiān)視汽輪機轉(zhuǎn)速變化，必要時緊急破壞真空。總之，必須確定有功負(fù)荷到0后才能斷開發(fā)電機出口開關(guān)。因為盡管負(fù)荷到0也有可能造成汽輪機超速，但此時可以采取泄壓及破壞真空等措施，所以汽輪機轉(zhuǎn)速超過3300

r/min的可能性不大。

(5) 堅持調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)試驗，保證速度變動率和遲緩率符合規(guī)定。

(6) 新安裝機組及對調(diào)速系統(tǒng)進行技術(shù)改造后的機組，均應(yīng)進行超速試驗并合格通過，從而保證機組甩負(fù)荷后飛升轉(zhuǎn)速不超過規(guī)定值，能保持空負(fù)荷運行。

(7) 機組大修后、甩負(fù)荷試驗前、危急保安器解體檢查后、運行20000h后，都應(yīng)做超速試驗。

(8) 各主汽門、調(diào)速汽門開關(guān)要靈活，嚴(yán)密性要合格，發(fā)現(xiàn)缺陷時應(yīng)及時消除。

(9) 定期活動各主汽門、調(diào)速汽門，定期試驗各抽汽逆止門。

(10) 定期進行油質(zhì)分析化驗，保持油質(zhì)合格。

(11) 加強蒸汽品質(zhì)監(jiān)督，防止門桿因結(jié)垢卡澀。

(12) 機組長期停用時應(yīng)做好保養(yǎng)工作，防止調(diào)節(jié)部套銹蝕。