600MW汽輪機(jī)高壓調(diào)門閥座松動的原因分析、處理與防范措施

摘要：簡要介紹了600MW超臨界機(jī)組高壓調(diào)門閥座松動的原因，對現(xiàn)場更換高壓調(diào)閥閥座的進(jìn)行了說明，提出了汽輪機(jī)組運行時防止閥座松動的措施。

關(guān)鍵詞：高壓調(diào)閥；閥座松動；鏜削；防范措施

0 引言

某電廠汽輪機(jī)組均采用某大型知名汽輪機(jī)有限公司引進(jìn)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(jī)，型號為N600-24.2/566/566。汽輪機(jī)的控制系統(tǒng)采用OVATION公司生產(chǎn)的電液調(diào)速系統(tǒng)，機(jī)組設(shè)置12個油動機(jī)，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，4個中壓調(diào)速汽門。高壓調(diào)門用于調(diào)節(jié)進(jìn)入汽輪機(jī)高壓缸的蒸汽流量，以適應(yīng)機(jī)組負(fù)荷變化的需要，雖然調(diào)節(jié)汽門的嚴(yán)密性是不如主汽門，但在汽輪機(jī)打閘后用于快速切斷汽輪機(jī)進(jìn)汽、停機(jī)的保護(hù)裝置，用壓力油控制快速關(guān)閉和開啟。其中，該電廠高壓調(diào)閥調(diào)節(jié)順序為1-2-3-4，即高調(diào)門用于調(diào)節(jié)汽輪機(jī)的進(jìn)汽量。

1 高壓調(diào)閥結(jié)構(gòu)簡介

某電廠高壓調(diào)閥為為單座提升式閥，每個閥碟由閥碟螺母和閥套兩件制成，以使與閥桿成撓性連接。調(diào)節(jié)閥是由軸向彈簧關(guān)閉和軸向油動機(jī)開啟。調(diào)節(jié)閥設(shè)計關(guān)閉時間是0.2s。調(diào)節(jié)閥的閥座鑲嵌在閥殼底部凹槽上，兩個調(diào)節(jié)閥閥蓋用墊片和螺栓連接到調(diào)節(jié)閥閥殼頂部。調(diào)節(jié)閥閥蓋和調(diào)節(jié)閥閥殼體接合面是用預(yù)應(yīng)力這些螺栓來密封。

2 原因分析

閥座松動的根本原因是主蒸汽溫度持續(xù)快速下降閥座收縮，閥殼與閥座出現(xiàn)間隙，導(dǎo)致閥座松動，閥座在蒸汽流的作用下產(chǎn)生高頻振動，閥殼與閥座由于高頻振動而產(chǎn)生磨損，閥殼與閥座間的摩擦力下降，因為高壓調(diào)閥在正常運行時頻繁動作，閥殼與閥座磨損后不能保證設(shè)計的過盈量，當(dāng)摩擦力小于蒸汽力時，即使在正常運行條件下閥座也會產(chǎn)生振動，閥殼與閥座繼續(xù)磨損，閥殼與閥座產(chǎn)生更大間隙，最后導(dǎo)致閥座松動，閥座與閥殼分離，調(diào)節(jié)閥的壓力損失增大，致使主調(diào)閥效率降低。某公司在08年底#1機(jī)大修時檢查閥座松動，對其割除返廠處理，當(dāng)時處理工藝為將過盈間隙由0.22mm放大到0.28mm，對閥座邊緣焊接固定，同時該汽輪機(jī)有限公司為防止高調(diào)門閥座松動，于09年底起使用新型閥座：閥座材質(zhì)由10325PJ變更為X10CrMoVNb9-1；閥座結(jié)合處長度增加30mm；閥座配合緊力由0.21mm增大至0.30mm。閥座二次松動原因為汽輪機(jī)廠對技術(shù)引進(jìn)后，在安裝工藝滿足不了機(jī)組工況頻繁變化的要求，在機(jī)組啟停及變工況過程中，閥座在受熱狀態(tài)下擴(kuò)散器過盈量減少導(dǎo)致松動。

3 處理過程

考慮到該電廠高調(diào)門已經(jīng)割除一次，如果再次割除返廠對主蒸汽管道的強(qiáng)度和長度會有較大的影響，本次對高調(diào)閥閥座進(jìn)行現(xiàn)場更換。首先采用鉆削方案將銷子拔出，然后制作專用工具用千斤頂將舊閥座呈向上拉的方式。在舊閥座底部加裝密封板，注入液氮將其快速冷卻，消除過盈量后將閥座拔出；用鏜削機(jī)將高調(diào)閥基孔按照新型閥座尺寸加工至橢圓度、錐度、粗糙度合格。新閥座在液氮中緩冷后浸泡50min，快速將新閥座放入閥坑基孔內(nèi)。工裝壓板壓緊至閥座恢復(fù)常溫，加工銷孔、檢驗密封線，縫焊螺塞。最后檢查管道無異物。處理過程中，為防止高調(diào)門與主汽門進(jìn)汽口處異物掉入，汽道內(nèi)需封堵。

3.1拆卸高調(diào)門原閥座定位銷

（1）拆卸掉原定位銷口處封堵螺塞，將原定位銷口M8螺孔擴(kuò)孔為M16螺孔，千斤頂與定制拔銷器，雙方配合一起向外拉出定位銷。

3.2拆卸調(diào)閥舊閥座

（1）根據(jù)舊閥座尺寸使用定制工裝，用千斤頂使舊閥處于一種一直向上拉得態(tài)勢，舊閥座內(nèi)注入液化氮，使其快速冷卻，消除過盈量，將舊閥座拔出，通過主汽閥口位將舊閥座取出。

（3）舊閥座取出后，宏觀檢查閥殼基孔，氧化，拉毛，粗糙度等情況，用專用砂輪機(jī)打磨清理，用內(nèi)徑百分表測繪出原閥座基孔的內(nèi)徑原始尺寸，分段測準(zhǔn)并做好記錄。

3.3配合尺寸測量及修復(fù)

（1）高調(diào)門基孔需加深30mm，首先測準(zhǔn)原深度尺寸，計算出加工后深度尺寸，并做好記錄。

（2）用鏜削機(jī)鏜掉需加工掉部位，橫向進(jìn)刀，縱向切屑，不允許損害原基孔，加工深度達(dá)30mm。

（3）重新安裝好定制鏜削機(jī)，儀表監(jiān)控，百分表按基孔內(nèi)徑找正，保證整圓在0.05mm之內(nèi)，并做好記錄。

（4）根據(jù)基孔修復(fù)后尺寸，用備好的鑄鐵工藝閥座，其外徑與閥座配合孔內(nèi)徑間隙在0.10—0.15mm之間，固定在安裝好的工裝上，進(jìn)行修研及試裝。

（5）根據(jù)基孔修復(fù)后尺寸，確定新閥座外徑尺寸，進(jìn)行車磨加工，確保過盈量達(dá)到0.26mm。

3.4檢查密封線

用根據(jù)閥碟形線研制的工藝閥碟涂紅丹粉進(jìn)行密封線接觸檢查，如發(fā)現(xiàn)閥座結(jié)合面有斷線現(xiàn)象，需對閥口研磨。

4.防范措施

（1）機(jī)組啟動過程中必須進(jìn)行充分暖機(jī)，尤其是高主門與高調(diào)門閥切換之前，必須確保左右主蒸汽閥門蒸汽室溫度大于閥前壓力壓飽和溫度20℃以上，方可進(jìn)行閥切換，防止閥切換時因蒸汽溫度低造成蒸汽帶水導(dǎo)致閥座迅速收縮。

（2）如果進(jìn)行滑參數(shù)停機(jī)，主蒸汽溫度必須有56℃以上的過熱度，滑參數(shù)停機(jī)過程中，嚴(yán)格控制減負(fù)荷速率、主汽壓力下降速率和主汽溫度下降率，嚴(yán)禁蒸汽溫度的反復(fù)升降造成閥殼與閥座的頻繁摩擦。

（3）定期進(jìn)行各主汽門、調(diào)門的活動性試驗，確保各主汽門、調(diào)門開關(guān)靈活，嚴(yán)密性合格，防止機(jī)組停運后汽門不嚴(yán)造成冷水冷汽進(jìn)入閥門室。

（4）機(jī)組大小修嚴(yán)禁過早拆除汽門及連接管道的保溫，防止汽門室溫度的快速下降。

參考文獻(xiàn)：

[1]石淑蓮 賈澤.超超臨界汽輪機(jī)主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥閥殼與閥座瞬態(tài)過盈接觸分析[J].汽輪機(jī)技術(shù)，2011，（2）.