300MW汽轮机高压主汽门卡涩原因及其处理

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300MW汽轮机高压主汽门卡涩原因及其处理

300MW汽轮机高压主汽门卡涩是运行中常见的设备故障,主要表现为阀门在开启或关闭过程中动作不灵活,甚至无法动作,影响机组安全稳定运行。造成高压主汽门卡涩的原因主要包括:一是蒸汽品质不良,导致阀杆或阀座结垢、腐蚀,增大摩擦阻力;二是阀门装配不当或长期运行后部件磨损、变形,造成配合间隙不合理;三是油压控制系统故障,如伺服阀或油动机工作异常,影响阀门动作动力;四是热应力不均造成阀体变形,导致阀芯卡死。

处理高压主汽门卡涩问题,应从预防和检修两方面入手。运行中要加强蒸汽品质监控,定期进行阀门活动试验,防止长期不动造成卡涩。若发现阀门动作异常,应及时分析原因,必要时停机检查。检修时应对阀杆、阀座、油动机等关键部件进行清理、校正或更换,确保配合间隙符合技术要求。同时,优化油压控制系统,提升阀门操作可靠性。通过定期维护和状态监测,可有效减少高压主汽门卡涩故障,保障汽轮机安全运行。

ShajiaoAPower Station,Dongguan,Guangdong523936,China)

2002年6月28日,5号机带210MW负荷调 峰运行,值班人员利用机组调峰的机会定期进行主

汽门和调速汽门的活动试验(阀门试验是全行程动 作试验,按厂家的要求,该机组进行阀门试验时必 须将机组负荷降至210MW以下),在分别试各主 汽门和调速汽门后发现A侧高压主汽门以下简称 为TV1不能动作。 当时TV1的活动试验操作是这样的:值班人 员在执行了TV1汽门活动试验的程序后,同侧的 1号、3号、5号高压调速汽门缓慢关闭,另一侧 的2号、4号、6号高压调门相应缓慢开大,以维 持试验过程中机组负荷不会大幅波动。本来当1 号、3号、5号高压调速汽门全关后,DEH阀门试 验的程序会发出指令快速关闭TV1,当TV1全关 后其又会自动快速全开启,只有在TV1全开启并 且在操作员按下"START/OPEN/TRIP”键后 1号、3号、5号高压调速汽门才会缓慢开启,直 至开回原来的开度(相应的2号、4号、6号高压 调门则会自动关回至原来的开度位置),试验才 算结束。但是这次1号、3号、5号高压调速汽 门关闭后,TV1却无法关闭,并目完全不能动

作,试验无法继续进行下去。看来TV1的动作存 在问题。 由于一下子还不能判断TV1是机械卡涩还是 热工信号或其它问题,因此为保证机组的安全运 行,值班人员做好TV1是机械卡涩的最坏打算。 在这期间必须做好防止机组突然甩负荷可能引起汽 轮机超速的安全措施,于是值长下令将机组负荷减 至160MW,然后用主汽阀门试验的方法,将1 号、3号、5号高压调速汽门关闭,机组处于单侧 进汽方式下运行。在做好这个安全措施后交由检修 人员处理TV1的故障。

图1是高压主汽门油动机的原理图。从图中可 以看出,通过截止阀及10pμm金属网过滤器到油动 机去的高压油流由电液转换器控制,DEH阀位指 令信号及LVDT位置反馈信号在伺服阀放大器上 相加,得出一个位置信号误差,伺服阀放大器控制 电液转换器到相应于此信号的位置上,以精确控制 油动机及主汽阀的位置。电液转换器是一个由液压 控制的中心封闭的四通滑阀,其腔室内部还设置有 组精密过滤器,电液转换器或是使高压油进入油 缸,以打开主汽阀,或是从油缸中排出工作油,使 主汽阀关闭。快速卸荷阀是由危急遮断总管油压控 制的,起快速关闭作用,此关闭与电信号系统无关 即与电液转换器的位置无关)。快速卸荷阀还可以 用作主汽门的手动关闭。

图1高压主汽门油动机的原理图

从其工作原理的分析可以得知,可能造成主汽 门不能关闭的原因有:阀杆等机械部分卡涩;热工 电信号或电液换器故障。

胡光明:300MW汽轮机高压主汽门卡涩原因及其处理

根据以上分析,我们需逐一进行检查。在检查 之前,做好有关的安全隔离措施。虽然机组只带 160MW负荷,在单侧进汽方式下运行,并且故障 侧的1号、3号、5号调速汽门也已用阀门试验的 方法将其关闭,但这还不够,为防止故障侧的调速 汽门突然误动作,还必须将故障侧的调速汽门即1 号、3号、5号调门的油动机进油截止阀关闭,确 保1号、3号、5号调速汽门在故障处理过程中时 刻处于关闭位置。这样在检查或处理TV1故障过 程中,不管TV1处于何种位置均不会对机组的运 行有影响。这个隔离措施是非常必要的。

3.1检查是否阀杆等机械部分卡涩

暂停阀门试验,拆下控制箱的外罩壳,关闭 TV1进油截止阀,然后缓慢旋出快速卸荷阀的压 力整定阀整定杆直至其全部松出。如阀杆能够自由 关闭,则说明阀杆等机械部分无卡涩,故障原因应 该是其它方面。但实际上是在快速卸荷阀完全打开 后,即油动机下油缸的压力油完全泄去后,油动机 并没有动作,阀杆等机械部分有卡涩。机械卡涩的 原因也是多方面的,可能是阀杆或者油动机活塞杆 或者操纵座等机械连接件卡涩。因此,在这种情况 下只有用铁锤顺着阀杆下关的方向进行适当力度的 敲打,经敲打几下后,阀杆只是缓慢下关了20% 行程左右。阀杆能动说明其卡涩的程度并不很严 重,可采取对油动机下部通油,全开主汽门,然后 又将其排油,活动阀杆并在阀杆上喷上松动剂的方 法来处理。通过来回供、排油几次,阀杆的关闭和 开启越来越灵活,阀杆的每次开启均可观察到阀杆 上带出的被松动剂溶解的铁锈。随着阀杆铁锈的 清除并且确认在就地利用快速卸荷阀完全可以自 由关闭和开启阀门后,恢复快速卸荷阀至正常状 态,开回TV1进油截止阀,试验TV1的动作情 况。在TV1全开后,再次执行TV1阀门试验程 序,但TV1只能关闭15%行程左右,然后又自 动开回100%行程位置。看来TV1的动作还是有 问题,为此我们再次利用上述检查阀杆等机械部 分是否卡涩的方法打开快速卸荷阀,在泄去油动 机下油缸的压力油后,阀门立即关闭,看来阀杆 等机械部分已不存在卡涩了。需进一步检查其它 的原因

3.2检查是否热工电信号或电液转换器

拆下电液转换器接线插头(如阀门关下,则为 MVP板、电缆线或位移传感器故障),全行程检 查位移传感器的输出。按照该方法在拆下电液转换 器接线插头后,阀杆还是无法下关,这样故障点可 以进一步缩小到电液转换器上。

拆下电液转换器接线插头,关闭油动机进油截 正阀,打开快速卸荷阀,检查阀门关闭后,拧松电 液转换器的安装螺钉,观察其结合面渗出的油量应 逐渐变小。此时,应特别注意一点的是如果渗出的 余油一直较大或无变小的趋势时,应重新拧紧安装 螺钉,说明进油截止阀或回油逆止阀有泄漏,这样 只能考虑停机停泵后再更换电液转换器、逆止阀或 截止阀。在这期间,由于我们观察到渗出的余油在 逐渐变小,说明系统隔离严密,于是拆下电液转换 器,重新换上新的电液转换器。在锁紧安装螺钉 后,关闭快速卸荷阀,缓慢拧松进油截止阀,检查 结合面应无漏油后,插上电液转换器插头,并送上 电信号,TV1立即全开。 为检查故障处理后的阀门动作情况,重新进行 阀门试验。在执行TV1汽门的试验程序后,TV1 立即关闭,然后又快速自动打开,动作过程灵活自 由,无卡涩。于是恢复系统,重新打开1号、3 号、5号调速汽门进油截止阀,然后按”START/ OPEN/TRIP”开启按钮,调速汽门开回至正常状 态。再进行一次1号、3号、5号调速汽门和TV1 主汽门成组动作试验,动作结果也完全正常,于是 值长令机组加回负荷。 由于TV1的门杆曾存在机械卡涩,为安全起 见,对TV1进行活动试验多几次是很有必要的。

(上接第72页) 动,引起2号、3号轴瓦半频分量振动的迅速增 大。汽轮机转子上出现半速涡动的现象很少见,但 要彻底解决轴瓦半速涡动的问题,最好将三油楔瓦 改为椭圆瓦。 c)机组大修后开机,最好进行专门的振动监 万方数据

因此,在随后的几天里,我们都对TV1进行活动 试验,均动作正常,消除了一起主汽门动作卡涩的 重大缺陷。

从这起汽门定期活动试验发现主汽门卡涩的重 大缺陷到组织人员及时处理的过程来看,有几个方 面值得我们好好总结。其一是:主汽门的定期活动 试验是一项非常重要的工作,值班人员必须严格按 有关规定执行。由于本类型机组在进行主汽门活动 试验时,必须要减负荷至70%左右,这样可能就 会碰到在电网负荷紧张时省电力调度中心难以安排 试验负荷的情况。即使是遇到这种情况07省道一合同段施工组织设计(正文),值班人员 也应时刻与省电力调度中心值班人员联系,尽可能 在短时间内安排机会进行阀门试验,决不能因负荷 紧张延长试验周期。否则,若汽门卡涩又没有及时 发现的话,是非常危险的。其二是:如机组在运行 中发现汽门卡涩时应立即进行处理并根据本机组的 具体情况做足有关安全措施,防止在处理过程中 机组甩负荷可能引起的超速事故。其三是:在处理 汽门卡涩的过程中,运行人员和检修人员都必须高 度重视,精心配合,对调速油路系统设备的检查或 更换,只有在准确判断清楚,确保系统完全隔离严 密后方可进行。

[1]吴季兰.汽轮机设备及系统[M]北京:中国电力出版社 1998

作者简介:胡光明(1966一),男,广东博罗人,汽机工程师,工 学学士,主要从事电厂运行管理工作。

测,以便分析振动故障的原因,及时找出问题,缩 短处理时间

作者简介:郑彩平(1967一),男,广东揭西人,工程师,工学学 土,从事汽轮机检修工作。

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