關(guān)于汽輪機(jī)自動主汽門典型缺陷分析及處理

冷壯家

國電吉林熱電廠 吉林吉林 132021

國電吉林熱電廠8、9號機(jī)為2臺俄羅斯制造125MW機(jī)組，該機(jī)組型號為пт-90／125-130-2，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是由上海新華公司生產(chǎn)的DEH-Ⅲ型數(shù)字電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)，每臺機(jī)組設(shè)置有1個(gè)自動主汽門，4個(gè)高壓調(diào)速汽門。自投入運(yùn)行以來，我廠曾經(jīng)發(fā)生過主汽門門座松動、機(jī)組打閘后主汽門關(guān)不到零位等典型缺陷，技術(shù)人員通過分析判斷，查找原因，準(zhǔn)確成功地處理了缺陷，保證了機(jī)組的正常運(yùn)行。

1 自動主汽門介紹

自動主汽門是汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的主要部套，此門的特點(diǎn)是動作迅速，使汽輪機(jī)組在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)停下。汽輪機(jī)所有停機(jī)保護(hù)均是通過主汽門和調(diào)節(jié)汽門的關(guān)閉來實(shí)現(xiàn)的，如果調(diào)節(jié)汽門拒關(guān)或不嚴(yán)密，最終依靠關(guān)閉主汽門快速切斷汽輪機(jī)汽源，以防止汽輪機(jī)超速，保證機(jī)組的安全運(yùn)行[1]。

пт-90／125-130-2型汽輪機(jī)主汽門型式為帶減壓閥的單座閥，其減壓閥亦稱預(yù)啟閥。主汽門設(shè)置在全開或全關(guān)位置上工作，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝于閥門彈簧操縱座上，它的油缸活塞桿與閥門活塞剛性連接在一起，因此，油缸活塞桿運(yùn)動時(shí)帶動閥桿做相應(yīng)的運(yùn)動，油動機(jī)是單側(cè)進(jìn)油的，打開主汽門靠油動機(jī)的推力，關(guān)閉主汽門靠彈簧力。

主汽門汽室部分結(jié)構(gòu)如圖1所示，它是由主門芯3、減壓閥5等組成。門桿通過墊圈8以壓帽9將其固定在減壓閥上。減壓閥壓帽9上有兩個(gè)對稱的鍵以防止轉(zhuǎn)動。主閥球形頭是以絲扣和導(dǎo)向部分4相連接，在球形頭的圓周上對稱開有4個(gè)孔口，當(dāng)減壓閥開啟時(shí)，蒸汽由此孔進(jìn)入門后，給主門芯一向上的力，同時(shí)降低了門前后壓差，從而減小了閥門的提升力。主門芯導(dǎo)向部分4頂端開有幾個(gè)孔口，其目的是當(dāng)減壓閥關(guān)閉時(shí)，保持有蒸汽向下的作用力。見圖1。

圖1 單座帶減壓閥式的自動主氣門1—主汽門外殼；2—擴(kuò)壓門座；3—主門芯；4—導(dǎo)向部分；5—減壓線；6—門桿；7—銷釘；8—墊圈；9—壓根；10—蒸汽室蓋；11—鍵；

2 缺陷原因分析及處理

2.1 機(jī)組打閘后主汽門關(guān)不到零位

在汽輪機(jī)打閘過程中，我廠2臺125MW機(jī)組主汽門都出現(xiàn)過不能關(guān)到零位的現(xiàn)象，故障時(shí)主汽門先關(guān)下一部分然后停止，只能關(guān)到11mm的位置。針對這種狀況，檢修人員用銅棒順著門桿下關(guān)的方向進(jìn)行適當(dāng)力度的敲打，門桿下關(guān)效果不明顯，又經(jīng)過多次掛閘、打閘試驗(yàn)，現(xiàn)象沒有消除[2]。

2.2 原因分析

（1）液壓部分。液壓部套因油質(zhì)不良引起卡澀、快速卸荷閥故障等均可引起主汽門關(guān)閉不到位，但打閘過程中油動機(jī)壓力回油管可見油流聲，說明下腔室高壓油均能迅速泄去，故可排除上述原因。（2）機(jī)械部分。動靜間隙不當(dāng)：如間隙較小，熱態(tài)下由于膨脹、氧化層可能會使間隙消失，造成卡澀使主汽門關(guān)閉不到位，主要有下列間隙：門桿與其套筒的間隙，減壓閥與其套筒的間隙。油動機(jī)活塞桿及操縱座等機(jī)械連接件卡澀也可引起主汽門關(guān)閉不到位。

汽室部件表面結(jié)垢：運(yùn)行中由于汽水品質(zhì)不合格而使部件表面結(jié)垢，堵塞主汽門動靜間隙，造成卡澀使主汽門關(guān)閉不到位。

彈簧預(yù)緊力變化后不足：由于主汽門長期在高溫下工作，彈簧有可能產(chǎn)生銹蝕老化、裂紋等缺陷，使預(yù)緊力減小，當(dāng)高壓油泄掉后主汽門不能迅速關(guān)到零位。

以我廠一臺125MW機(jī)組為例，在分解主汽門自動部分后，測量門桿行程，與上次檢修記錄進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)門芯全行程上次為128mm，目前為112mm，并且手動提升門桿時(shí)未能感覺出減壓閥的行程，減壓閥的行程為14 mm～16 mm，可以看出未關(guān)下的這部分長度正好等于減壓閥的可移動長度，由此判斷：動靜間隙不當(dāng)或結(jié)垢引起減壓閥卡澀是造成主汽門關(guān)閉不到零位的主要原因。

2.3 處理情況

利用停機(jī)機(jī)會，對主汽門汽室部分進(jìn)行了解體，將減壓閥從主門芯中拆出。拆卸過程中對導(dǎo)向部分與主門芯接合面處車削至螺紋空刀部分，消除螺紋緊力，此處加裝墊圈，材質(zhì)為1Cr18Ni9Ti。拆卸導(dǎo)向部分后，解體檢查發(fā)現(xiàn)減壓閥導(dǎo)向凸肩處被氧化皮抱死，造成卡澀，對減壓閥導(dǎo)向凸肩外徑車削0．20mm，對導(dǎo)向部分內(nèi)部氧化皮清理干凈，上部凸肩間隙：129．78—129．22=0．56mm；下部凸肩間隙：135．05—129．22=0．83mm，減壓閥活動自如，組裝后減壓閥行程為16 mm。復(fù)查門桿與套間隙、門桿彎曲度、門芯與護(hù)套間隙等合格后回裝，成功消除了主汽門動作卡澀的重大缺陷。

2.4 主汽門門座松動

在我廠一臺125MW機(jī)組大修過程中，用滲洗油的方法檢查主汽門門座與殼體松動情況，發(fā)現(xiàn)裝配處東側(cè)、西側(cè)皆有滲漏點(diǎn)，此缺陷將會影響主汽門的嚴(yán)密性，成為機(jī)組安全隱患。

原因分析：

（1）蒸汽參數(shù)突然變化及蒸汽經(jīng)過主汽門的擴(kuò)散作用力，促使門座發(fā)生松動；

（2）門座與殼體原有配合間隙不合格；

（3）在汽輪機(jī)啟動時(shí)，門座較外殼受熱快，其膨脹受到外殼的限制，被擠壓產(chǎn)生彈性變形。在高溫作用下，彈性變形逐漸變?yōu)樗苄宰冃危Y(jié)果導(dǎo)致門座松動。

2.5 處理情況

準(zhǔn)備取門座專用工具，如圖2所示，測量制作起吊墊板，拆卸門座。用專用工具將主汽門門座拔出，拆卸后對主汽門門座及殼體裝配處進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)裝配處上部間隙為：430．90—429．11=1．79mm；下部間隙為：370．57-369．04=1．53mm，即原廠安裝主汽門門座及殼體裝配為間隙配合，密封依靠門座捻邊[3]。見圖2。

圖2 取閥座專用工具 1—外殼；2—門座；3—螺桿；4—由兩半組成的托盤；5、6、8—墊圈；7—墊板；9—旋緊螺母

制定主汽門門座回裝方案：到檔案館查取主汽門門座材質(zhì)；對主汽門汽室殼體裝配處氧化皮清理干凈，這一點(diǎn)尤為重要，否則將會影響裝配效果；測量主汽門門座裝配處外徑、主汽門汽室殼體裝配處內(nèi)徑，以汽室殼體裝配處內(nèi)徑為基準(zhǔn)，采用A507焊條冷焊法補(bǔ)焊工藝對主汽門門座裝配處補(bǔ)焊2 mm后車削，車削時(shí)要求相對門座中心線圓跳動不大于0．03 mm，車削后尺寸為汽室殼體裝配處內(nèi)徑加0．25mm（緊力標(biāo)準(zhǔn)為0．20～0．30mm）。見圖3、圖4。

圖3 主汽門汽室殼體門座裝配處內(nèi)徑

圖4 主汽門門座裝配處外徑尺寸

以主汽門汽室殼體門座裝配處內(nèi)徑最小值（430．90）為基準(zhǔn)，加0．25mm，制作安裝專用丁字尺，尺寸為431．15 mm。主汽門門座回裝時(shí)，用6個(gè)大號烤把對主汽門汽室殼體外部加熱；同時(shí)用二氧化碳對主汽門門座進(jìn)行冷卻（備用2瓶二氧化碳），并用保溫蓋好。當(dāng)專用丁字尺剛好能落入主汽門殼體裝配處時(shí)，將門座迅速回裝。回裝后滲洗油試驗(yàn)不漏，機(jī)組啟機(jī)后主汽門嚴(yán)密性試驗(yàn)合格，成功地消除了機(jī)組安全生產(chǎn)隱患。

3 結(jié)語

主汽門關(guān)閉延遲、卡澀的原因大多為動靜間隙不當(dāng)引起，檢修中必須及時(shí)測量，及時(shí)處理，防止缺陷擴(kuò)大。主汽門的定期活動試驗(yàn)是一項(xiàng)非常重要的工作，運(yùn)行中應(yīng)定期進(jìn)行該試驗(yàn)，保證主汽門的靈活性，否則，若主汽門卡澀又沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將危及機(jī)組的安全。化學(xué)監(jiān)督對汽水品質(zhì)要嚴(yán)格把關(guān)，以利于盡量減少結(jié)垢。在檢修中應(yīng)注意檢查主汽門門座松動情況，發(fā)現(xiàn)后及時(shí)處理，以防止發(fā)生重大事故，保證機(jī)組安全可靠運(yùn)行。