TCDF-40型汽輪機高壓調速汽閥故障分析

葉 明

作者通聯：中國國電九江發電廠檢修部熱機二分部 江西九江市潯陽區濱江東路45號 332000

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1.故障

日本日立公司TCDF-40型、亞臨界、一次中間再熱、沖動式、單軸、雙缸雙排汽的凝汽式汽輪機。運行中，汽輪機的高壓調速汽閥先后發生過三次故障，因事故停機和事故處理共損耗200萬元。第一次，機組運行中發生高壓調速汽閥調節速度變慢，不能適應電網負荷變化，造成事故停機。第二次，機組運行中發生高壓調速汽閥十字頭環形槽上臺肩處斷裂，導致高壓調速汽閥突然關閉，造成突發事故停機。第三次，機組運行中集控室發出加負荷指令時，當油動機行程開至83%～86%時遇到很大阻力而停止，繼續開大行程導致3號高壓調速汽閥不能繼續開啟而無法增加機組負荷，當渡過83%～86%區間后，油動機又可以正常控制3號高壓調速汽閥開度。

2.原因

經檢查分析，高壓調速汽閥調節速度變慢屬高壓油動機伺服閥故障所致，伺服閥中內置濾網堵塞嚴重。內置濾網堵塞是因高壓抗燃油品質惡化使油中產生大量雜質所致。

高壓調速汽閥十字頭環形槽上臺肩處斷裂，原因是十字頭環形槽上臺肩處沿根部的金屬內部存在氣孔、裂紋和縮孔等鑄造缺陷。

油動機行程開至83%～86%時遇到很大阻力，原因是傳動齒條背面支撐滾輪的軸承損壞，齒條背面和支撐滾輪磨損嚴重。

3.對策

（1）在非常清潔的環境解體檢修抗燃油系統的設備，抗燃油系統檢修完畢后，干凈徹底地清洗掉系統中雜物和灰塵。

（2）整治現場高溫設備和管道的保溫，確保抗燃油系統所處環境溫度不超過50℃。

（3）定期更換抗燃油油箱頂部空氣呼吸器中的干燥劑，始終保持其有效。

（4）運行中必須投入傳輸過濾再生裝置，以便及時清除油中老化和劣化所產生的有害物質。在允許壓差0.3MPa下，定期對傳輸過濾再生裝置進出口的抗燃油取樣化驗分析，判斷再生濾芯是否失效，以便及時更換再生濾芯。因傳輸過濾再生裝置使用的硅澡土濾芯易堵塞精濾網，改用樹脂取代硅澡土過濾效果理想。

（5）用無氯清洗劑對伺服閥和內置濾網每半年清洗一次，伺服閥拆裝時必須用高倍率光學顯微鏡，最好用掃描電子顯微鏡對各零件表面，特別是閥芯和閥套銳邊表面進行認真檢查，發現閥芯和閥套銳邊表面存在點蝕或嚴重的腐蝕坑，必須立即更換。通過專用試驗設備調整伺服閥性能參數，使伺服閥始終處于最佳工作狀態。

（6）對高壓調速汽閥十字頭環形槽上臺肩斷裂問題采取的對策。更換新十字頭前，對環形槽上臺肩處進行著色探傷和超聲波探傷，確認無鑄造缺陷或其他異常缺陷后方可使用。運行中加強對十字頭環形槽上臺肩處跟蹤檢查，防止重大事故發生。大、小修時，必須對高壓調速汽閥十字頭環形槽上臺肩處作著色探傷和超聲波探傷。

啟、停機和機組工況變化時，應使高壓調速汽閥溫度變化速度嚴格控制在允許值范圍內，以此控制十字頭受到交變熱應力的影響控制。

（7）對油動機行程開至83%～86%時遇到很大阻力問題采取的對策。修理傳動齒條背部，對其背部進行刨和磨加工（加工量3.3mm），去除傳動齒條背部表面凹槽，使背部表面光滑平整，平面度和平行度偏差均控制在0.02mm以內。對傳動齒條進行熱處理及表面滲氮處理，以保證其表面硬度及耐磨性能。

修理傳動齒條的支撐滾輪。拆除損壞嚴重的支撐滾輪和軸承，重新設計加工滾輪，新的滾輪外徑增加6.6mm，以彌補傳動齒條磨去的3.3mm，對滾輪同樣進行熱處理及表面滲氮處理。更換支撐滾輪軸承和滾輪軸。

更換凸輪傳動機構中已磨損的凸輪軸軸瓦，以及凸輪傳動機構中已損壞的軸承和滾輪。清洗未損壞的軸承和滾輪。組裝前給傳動機構加注新的耐高溫潤滑脂，并且每3個月更換一次高溫潤滑油脂。

每天巡檢時必須檢查高壓調速汽閥及凸輪傳動機構運行情況，防止重大事故發生。

4.效果

現場跟蹤檢查治理效果，抗燃油品質能長期處于優質狀況，酸值＜0.2mgKOH/g，顆粒度＜MOOG2級，含水量＜0.02%。油動機伺服閥及內置濾網未發生過堵塞和其他故障，各高壓調速汽閥長期保持良好運行狀況。