汽輪機調(diào)節(jié)汽閥油動機故障處理

(中國石油西南油氣田分公司，四川 成都 610051)

寧夏石化化肥三廠鍋爐給水泵P8001C采用汽輪機驅(qū)動，其汽輪機型號為NG25/20，背壓式汽輪機額定功率為1 881 kW，轉(zhuǎn)速為12 000 r/min，進汽壓力為4.9 MPa，進汽溫度為385 ℃，進汽流量為18.0 t/h，排汽壓力為0.44 MPa。汽輪機油牌號為ISOVG46，潤滑油流量為12 m3/h，壓力為0.25 MPa，調(diào)節(jié)油正常流量為5 m3/h，瞬時最大用油量為7 m3/h，調(diào)節(jié)油總管油壓為0.85 MPa，二次油壓范圍為0.15～0.45 MPa。汽輪機安裝完成后，放置時間較長。

1 調(diào)節(jié)汽閥油動機結(jié)構(gòu)及工作過程

油動機主要由油缸、錯油門、連接體和反饋機構(gòu)組成(見圖1)。在錯油門上連接有動力油(P)，二次油(C)，回油(T)，當二次油壓出現(xiàn)瞬時升高的情況，就會打破二次油與彈簧(14)平衡，使錯油門滑閥向上移動，從而控制動力油進入油缸活塞上腔，油缸活塞下腔與回油管路連通排油，此時活塞下行，從而控制調(diào)節(jié)汽閥開度加大。與此同時，隨著活塞下行，通過反饋板(4)帶動彎角杠桿(13)、反饋杠桿(10)動作，作用在錯油門彈簧上使其壓縮，增大彈簧力，與二次油壓力建立新的平衡，錯油門滑閥又回到中間位置，調(diào)節(jié)汽閥保持在新的開度。當二次油壓出現(xiàn)瞬時降低的情況，油動機動作與上述過程相反。

圖1 油動機結(jié)構(gòu)注：1—桿端關(guān)節(jié)軸承；2—拉桿；3—調(diào)節(jié)螺栓；4—反饋板；5—活塞桿；6—油缸；7—活塞；8—連接體；9—錯油門；10—反饋杠桿；11—調(diào)節(jié)螺釘；12—調(diào)節(jié)螺母；13—彎角杠桿；14—錯油門彈簧；15．推力球軸承；16—轉(zhuǎn)動盤；17—滑閥體；18—泄油孔；19—調(diào)節(jié)閥；20—放油孔；21—調(diào)節(jié)閥；22—噴油進油孔； 23—測速套筒；24—噴油孔；25—上套筒；26—中間套筒；27—下套筒 C：二次油；P：動力油；T：回油

2 油動機故障描述

鍋爐給水泵P8001C透平單試前進行靜態(tài)調(diào)試，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)汽閥在開啟過程中，調(diào)速控制系統(tǒng)給出閥位指令后，調(diào)節(jié)汽閥動作不靈活，且閥位10%以內(nèi)動作指令，現(xiàn)場閥門無動作，但二次油壓有變化，超過10%以上動作指令，閥門才動作。且調(diào)節(jié)閥動作后，給出零閥位指令，現(xiàn)場指示不回零位。為進一步查清問題，將油動機桿端關(guān)節(jié)軸承與調(diào)節(jié)汽閥傳動機構(gòu)脫開，單獨調(diào)試油動機，問題仍然存在，說明調(diào)節(jié)汽閥故障出在油動機部分。

3 故障原因分析及處理[1-2]

3.1 錯油門滑閥卡澀

由于油動機不能正常動作，判斷錯油門內(nèi)部滑閥存在銹蝕、異物進入等情況，導致錯油門滑閥卡澀。決定對錯油門進行拆檢，拆檢發(fā)現(xiàn)滑閥與滑閥體均存在局部銹蝕情況(見圖2)。使用細砂紙對其進行打磨，洗油清洗后回裝。回裝完成后透平進行靜態(tài)調(diào)試，仍存在閥門動作不靈活，閥位10%以內(nèi)動作指令現(xiàn)場閥門無動作的故障。

圖2 錯油門內(nèi)部銹蝕情況

再次拆檢錯油門，對內(nèi)部滑閥體用油石進行打磨處理。同時檢查滑閥轉(zhuǎn)動盤噴油孔是否存在堵塞狀況，即用儀表風吹入滑閥噴油進油孔，用手分別感覺5個噴油孔是否有儀表風吹出。打磨完成并確認噴油孔暢通后，回裝錯油門，并通過調(diào)整調(diào)節(jié)閥(19)增大滑閥動作轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)閥(21)增大滑閥動作振幅，以此來提高油動機的靈敏度。經(jīng)過此次處理后，在透平靜態(tài)調(diào)試過程中，通過錯油門殼體上蓋的冒汽管口監(jiān)測滑閥，現(xiàn)場閥門動作靈活，但油動機仍存在超過10%以上閥位指令才動作的故障。

3.2 油動缸內(nèi)部故障

拆檢油動缸(見圖3)，對油動缸活塞桿表面進行檢查，未發(fā)現(xiàn)活塞桿表面有劃痕、蝕坑情況，活塞密封環(huán)也無磨損現(xiàn)象。對活塞密封環(huán)與缸體內(nèi)壁貼合度進行漏光度檢驗，發(fā)現(xiàn)貼合度較差，且漏光度檢測的最大間隙超出要求0.1 mm(要求為不大于0.03 mm)；將活塞密封環(huán)自由平放在平板上檢查，發(fā)現(xiàn)其與平板接觸情況較差，有多處漏光點，說明其端面水平度也較差。而活塞密封環(huán)的密封面就是環(huán)面和端面，這兩個面分別與油動缸內(nèi)壁、活塞環(huán)槽的上下端面貼合起密封作用，其間隙超標必然不能起到很好的密封作用，就會導致活塞缸體內(nèi)部漏油，從而引起油動機動作遲緩，不動作故障。

圖3 活塞缸體拆檢

3.3 拉桿與活塞桿同心度差

現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)油動機拉桿(2)與活塞桿(5)存在偏斜及同心度較差的現(xiàn)象。當油動缸動作時，活塞所受壓力油的力與作用在活塞桿上的調(diào)節(jié)閥彈簧力不能在同一中心線上(見圖4)，彈簧力產(chǎn)生垂直和水平方向的分力F1和F2，在F2的作用下必然導致活塞發(fā)生偏斜，從而增大與缸體內(nèi)壁的摩擦阻力，引起油動機動作困難。

圖4 拉桿與活塞桿正常狀態(tài)下和發(fā)生偏斜狀態(tài)下受力示意

4 油動缸問題處理[3-4]

4.1 更換活塞密封環(huán)

針對油動缸活塞密封環(huán)不能滿足使用要求的情況，聯(lián)系廠家對密封環(huán)進行更換，并進行漏光度檢查其與活塞缸內(nèi)壁貼合情況，漏光只有一處，且間隙小于0.03 mm，活塞密封環(huán)開口兩端30 mm范圍內(nèi)無漏光情況；對其端面水平度進行檢查，發(fā)現(xiàn)其與檢驗平板貼合良好，滿足使用條件。

4.2 調(diào)整拉桿與活塞桿同心度

針對拉桿與活塞桿同心度較差情況，采取調(diào)整油缸底座下部雙耳環(huán)調(diào)整螺桿來校正活塞桿和拉桿同心度，使之誤差在0.04 mm范圍內(nèi)。

5 結(jié)語

調(diào)節(jié)汽閥油動機經(jīng)過處理后，靜態(tài)調(diào)試無卡澀現(xiàn)象，油動機反應靈敏。靜態(tài)調(diào)試完成后，對透汽輪機進行單試，運行狀況良好，調(diào)速汽閥工作正常。通過對調(diào)節(jié)汽閥油動機故障的查找、處理，不難看出故障原因與汽輪機安裝完成后放置時間較長有很大關(guān)系。因此，做好長期停放設備的維護保養(yǎng)工作非常重要。