汽輪機(jī)高排逆止閥故障案例分析

顧淵

摘要：汽輪機(jī)高壓排汽逆止閥是保護(hù)汽輪發(fā)電機(jī)組的專用快速關(guān)閉閥門(mén)。是保護(hù)汽輪機(jī)機(jī)組的重要輔機(jī)設(shè)備。本文通過(guò)高排逆止閥故障案例分析，對(duì)高排逆止閥的結(jié)構(gòu)，運(yùn)行中遇到的問(wèn)題進(jìn)行了解析，解決相關(guān)閥門(mén)卡澀故障的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：高排逆止閥； 故障案例；卡澀

中圖分類號(hào)：TN03 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-9129（2019）04-0091-03

Abstract：The high-pressure exhaust check valve of steam turbine is a special fast-closing valve for protecting turbogenerator units. It is an important auxiliary equipment for protecting steam turbine units. In this paper， through the case analysis of high-row check valve failure， the structure of high-row check valve and the problems encountered in operation are analyzed to solve the problems of valve jamming.

Key words：high-row check valve failure case jam

引言

汽輪機(jī)高壓排汽逆止閥是保護(hù)汽輪發(fā)電機(jī)組的專用快速關(guān)閉閥門(mén)，是為了防止汽輪機(jī)機(jī)組在突然甩符合時(shí)汽輪機(jī)內(nèi)的壓力突然降低，再熱器冷端蒸汽或者帶有的水蒸汽倒流進(jìn)入汽輪機(jī)內(nèi)；以及用于配合汽輪機(jī)的啟動(dòng)方式，如高壓缸啟動(dòng)、中壓缸啟動(dòng)等等。某電廠#1機(jī)組兩臺(tái)高排逆止閥在停機(jī)時(shí)期多次發(fā)生設(shè)備無(wú)法關(guān)閉，閥桿處于卡澀狀態(tài)。技術(shù)人員從閥門(mén)構(gòu)造入手，分析多次閥門(mén)出現(xiàn)卡澀的原因，歸納閥門(mén)解體檢查后出現(xiàn)的安全隱患缺陷，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出相應(yīng)的防范措施，為機(jī)組高排逆止閥出現(xiàn)相同類型的問(wèn)題時(shí)，積累相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)為同類型閥門(mén)出現(xiàn)問(wèn)題，提供相關(guān)參考方案。

1 機(jī)組概況

某電廠#1機(jī)組汽輪機(jī)型號(hào)為N1030-25.0/600/ 600，是由東方汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)制造的1000MW、超超臨界、一次中間再熱、沖動(dòng)式、單軸、四缸四排汽、雙背壓、八級(jí)回?zé)岢闅?、沖動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)。主蒸汽通過(guò)兩個(gè)高壓主汽閥以及高壓調(diào)閥進(jìn)入單流的高壓缸作功后，從高壓缸下部的兩個(gè)排汽口通過(guò)高排逆止閥，最后匯合后進(jìn)入再熱器。蒸汽經(jīng)再熱器后，通過(guò)兩個(gè)中壓調(diào)閥及中壓主汽閥進(jìn)入雙流的中壓缸作功，再由中壓外缸的頂部的中低壓聯(lián)通管進(jìn)入兩個(gè)雙流的低壓缸。

2 設(shè)備簡(jiǎn)介

汽輪機(jī)高排逆止閥主要由閥體、活塞式汽缸、氣源控制管路等部分組成。它的控制是由操作員在控制臺(tái)上操作，經(jīng)過(guò)DCS系統(tǒng)處理發(fā)出指令到高排逆止閥就地的電磁閥，使電磁閥帶電和失電，控制壓縮空氣進(jìn)、出氣缸來(lái)推動(dòng)活塞開(kāi)關(guān)閥門(mén)。

高排逆止閥的作用一共總結(jié)如下

第一、在汽輪機(jī)甩負(fù)荷時(shí)，高排逆止閥關(guān)閉，防止冷再管倒汽進(jìn)入汽輪機(jī)引起汽輪機(jī)超速。

第二、在機(jī)組甩負(fù)荷時(shí)，高排逆止閥關(guān)閉，高壓缸通風(fēng)閥開(kāi)啟，通風(fēng)管路使高壓氣缸處于真空狀態(tài)，以防止高壓缸后幾級(jí)部件超溫。

第三、在高排逆止閥后管內(nèi)積水的情況下（開(kāi)停機(jī)時(shí)疏水不暢、在高加滿誰(shuí)保護(hù)失靈的情況下，高加漏水進(jìn)入冷再管、再熱器的減溫水等）關(guān)閉高排逆止閥，阻止這些水從高壓缸排汽端進(jìn)入汽輪機(jī)。同時(shí)在冷再管上的高排逆止閥前后，各裝有排往凝汽器背包式疏水?dāng)U容器的電動(dòng)疏水閥，作為汽輪機(jī)開(kāi)停機(jī)時(shí)疏水使用。

某電廠#1機(jī)組的高排逆止閥采用的是德國(guó)Dewrance氣動(dòng)止回閥，彈簧回復(fù)式氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配有一個(gè)電磁閥控制進(jìn)氣管路開(kāi)關(guān)，電磁閥得電時(shí)遠(yuǎn)程可以操作，失電時(shí)閥門(mén)快關(guān)。該閥門(mén)只有開(kāi)關(guān)兩位信號(hào)，不具備調(diào)節(jié)功能。

正常運(yùn)行時(shí)電磁閥得電（氣缸進(jìn)氣）壓縮彈簧，帶動(dòng)閥桿上移，此時(shí)仍維持著閥芯自重關(guān)閉的功能。緊急、事故狀態(tài)下電磁閥失電（氣缸排氣）彈簧緊力帶動(dòng)閥桿下移，推動(dòng)閥芯與閥座密封面接觸，從而使逆止閥關(guān)閉，切斷管道內(nèi)汽源。停機(jī)后當(dāng)正向的流量終止時(shí)，閥門(mén)可自如的關(guān)閉。作用在閥芯的重力使閥門(mén)在瞬間從全開(kāi)到全關(guān)位置，此時(shí)遠(yuǎn)操閥門(mén)關(guān)閉可確保閥位全關(guān)且不會(huì)自行開(kāi)啟。

3 故障案例分析

2018年9月底，#1機(jī)B高排逆止閥在機(jī)組停機(jī)時(shí)期出現(xiàn)閥門(mén)卡澀，無(wú)法關(guān)閉現(xiàn)象，對(duì)機(jī)組有嚴(yán)重的安全隱患。技術(shù)人員當(dāng)即前往現(xiàn)場(chǎng)查看情況，現(xiàn)場(chǎng)癥狀表現(xiàn)為在操作人員在DCS上發(fā)出關(guān)閉指令時(shí)，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)檢查，閥門(mén)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)無(wú)任何動(dòng)作，閥桿沒(méi)有下移，關(guān)閉的趨勢(shì)。在經(jīng)過(guò)技術(shù)人員初步檢查，發(fā)現(xiàn)閥門(mén)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在閥桿處有嚴(yán)重的卡澀狀況。

技術(shù)人員分析造成氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)閉動(dòng)作卡澀的原因可能如下：

（1）由于此閥門(mén)開(kāi)機(jī)狀態(tài)下閥桿不動(dòng)作，且設(shè)備長(zhǎng)期處于高溫狀態(tài) ，閥桿與閥門(mén)導(dǎo)向套密封套圈配合間隙較小，易導(dǎo)致閥桿卡澀。

（2）閥桿處氧化皮堆積。正常運(yùn)行時(shí)，閥門(mén)處于常開(kāi)位置，此時(shí)閥桿、導(dǎo)向套之間間隙很小，易因氧化皮堆積而造成卡澀現(xiàn)象。

（3）氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程調(diào)整不當(dāng)。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)開(kāi)度偏小，使閥桿上移不到位，管道內(nèi)汽壓增大，閥芯自行開(kāi)啟時(shí)與閥桿相撞，造成閥桿與導(dǎo)向套卡澀。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)度偏小，使關(guān)閉閥門(mén)時(shí)閥桿沒(méi)能與閥芯接觸或預(yù)緊力不足，特殊工況下，閥芯擺動(dòng)與閥桿產(chǎn)生撞擊，造成閥桿與導(dǎo)向套卡澀。

（4）活塞環(huán)卡澀。解體檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)氣缸活塞壞卡澀時(shí)，也會(huì)引起氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)關(guān)閉動(dòng)作卡澀。

（5）氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)氣缸閥套、絲桿、格蘭套內(nèi)部長(zhǎng)期保持開(kāi)啟狀態(tài)，內(nèi)部可能生成氧化皮，造成需要關(guān)閉的時(shí)候，無(wú)法關(guān)閉的現(xiàn)象。

4 故障處理

技術(shù)人員利用檢修工藝對(duì)氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)解體，根據(jù)分析的相關(guān)原因，檢查相關(guān)部件，對(duì)閥套、絲桿、格蘭套等進(jìn)行去垢，消除閥桿與閥套卡澀情況，取出相關(guān)零部件后打磨拋光至合格尺寸和光潔度，隨后進(jìn)行裝復(fù)，然后通過(guò)調(diào)試閥門(mén)現(xiàn)開(kāi)閉正常。

5 防范措施

經(jīng)過(guò)多次對(duì)此閥門(mén)檢查與檢修經(jīng)驗(yàn)所得，技術(shù)人員總結(jié)了多條預(yù)防閥門(mén)卡澀的經(jīng)驗(yàn)所得：

（1）由于高排逆止閥在運(yùn)行中長(zhǎng)期保持開(kāi)啟狀態(tài)，閥位一直在全開(kāi)位，常年不動(dòng)，很容易造成閥體內(nèi)部卡澀，故需將高排逆止閥列入定期檢修計(jì)劃，定期（一般為兩年）進(jìn)行解體檢查閥體情況；

（2）每次停機(jī)后都應(yīng)該對(duì)閥門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行多次開(kāi)關(guān)，確認(rèn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)無(wú)卡澀。

（3）運(yùn)行中，定期檢查高排逆止閥氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)氣嚴(yán)密性，防止因漏氣引起彈簧壓縮力不足，閥桿下移的現(xiàn)象發(fā)生。

（4）由于高排逆止閥在長(zhǎng)期運(yùn)行中，設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間高溫狀態(tài)，故相關(guān)部件可能會(huì)出現(xiàn)少量變形，故相關(guān)配合間隙，應(yīng)相應(yīng)放大一些，防止閥桿卡澀。

6 結(jié)論

高排逆止閥作為汽輪機(jī)機(jī)組的重要輔機(jī)設(shè)備，在生產(chǎn)運(yùn)行中啟著至關(guān)重要的作用。本次這個(gè)案例對(duì)舟山煤電的高排逆止閥故障進(jìn)行了深入的探討與分析，同時(shí)對(duì)發(fā)生卡澀的閥門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行了處理，調(diào)試后達(dá)到了滿意的效果，總結(jié)了相關(guān)的檢查經(jīng)驗(yàn)。本次對(duì)高排逆止閥的故障的處理對(duì)今后公司同類型的閥門(mén)故障分析有著一定的借鑒意義。