關(guān)于汽輪機(jī)自動(dòng)主汽門(mén)典型缺陷分析及處理

冷壯家

國(guó)電吉林熱電廠 吉林吉林 132021

國(guó)電吉林熱電廠8、9號(hào)機(jī)為2臺(tái)俄羅斯制造125MW機(jī)組，該機(jī)組型號(hào)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(tái)機(jī)組設(shè)置有1個(gè)自動(dòng)主汽門(mén)，4個(gè)高壓調(diào)速汽門(mén)。自投入運(yùn)行以來(lái)，我廠曾經(jīng)發(fā)生過(guò)主汽門(mén)門(mén)座松動(dòng)、機(jī)組打閘后主汽門(mén)關(guān)不到零位等典型缺陷，技術(shù)人員通過(guò)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(dòng)主汽門(mén)介紹

自動(dòng)主汽門(mén)是汽輪機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的主要部套，此門(mén)的特點(diǎn)是動(dòng)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(guò)主汽門(mén)和調(diào)節(jié)汽門(mén)的關(guān)閉來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如果調(diào)節(jié)汽門(mén)拒關(guān)或不嚴(yán)密，最終依靠關(guān)閉主汽門(mén)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(mén)型式為帶減壓閥的單座閥，其減壓閥亦稱(chēng)預(yù)啟閥。主汽門(mén)設(shè)置在全開(kāi)或全關(guān)位置上工作，其執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝于閥門(mén)彈簧操縱座上，它的油缸活塞桿與閥門(mén)活塞剛性連接在一起，因此，油缸活塞桿運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)閥桿做相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，油動(dòng)機(jī)是單側(cè)進(jìn)油的，打開(kāi)主汽門(mén)靠油動(dòng)機(jī)的推力，關(guān)閉主汽門(mén)靠彈簧力。

主汽門(mén)汽室部分結(jié)構(gòu)如圖1所示，它是由主門(mén)芯3、減壓閥5等組成。門(mén)桿通過(guò)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(duì)稱(chēng)的鍵以防止轉(zhuǎn)動(dòng)。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(duì)稱(chēng)開(kāi)有4個(gè)孔口，當(dāng)減壓閥開(kāi)啟時(shí)，蒸汽由此孔進(jìn)入門(mén)后，給主門(mén)芯一向上的力，同時(shí)降低了門(mén)前后壓差，從而減小了閥門(mén)的提升力。主門(mén)芯導(dǎo)向部分4頂端開(kāi)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(jiàn)圖1。

圖1 單座帶減壓閥式的自動(dòng)主氣門(mén)1—主汽門(mén)外殼；2—擴(kuò)壓門(mén)座；3—主門(mén)芯；4—導(dǎo)向部分；5—減壓線；6—門(mén)桿；7—銷(xiāo)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(mén)關(guān)不到零位

在汽輪機(jī)打閘過(guò)程中，我廠2臺(tái)125MW機(jī)組主汽門(mén)都出現(xiàn)過(guò)不能關(guān)到零位的現(xiàn)象，故障時(shí)主汽門(mén)先關(guān)下一部分然后停止，只能關(guān)到11mm的位置。針對(duì)這種狀況，檢修人員用銅棒順著門(mén)桿下關(guān)的方向進(jìn)行適當(dāng)力度的敲打，門(mén)桿下關(guān)效果不明顯，又經(jīng)過(guò)多次掛閘、打閘試驗(yàn)，現(xiàn)象沒(méi)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(mén)關(guān)閉不到位，但打閘過(guò)程中油動(dòng)機(jī)壓力回油管可見(jiàn)油流聲，說(shuō)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(dòng)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(huì)使間隙消失，造成卡澀使主汽門(mén)關(guān)閉不到位，主要有下列間隙：門(mén)桿與其套筒的間隙，減壓閥與其套筒的間隙。油動(dòng)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(mén)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(mén)動(dòng)靜間隙，造成卡澀使主汽門(mén)關(guān)閉不到位。

彈簧預(yù)緊力變化后不足：由于主汽門(mén)長(zhǎng)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(mén)不能迅速關(guān)到零位。

以我廠一臺(tái)125MW機(jī)組為例，在分解主汽門(mén)自動(dòng)部分后，測(cè)量門(mén)桿行程，與上次檢修記錄進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)門(mén)芯全行程上次為128mm，目前為112mm，并且手動(dòng)提升門(mén)桿時(shí)未能感覺(jué)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(zhǎng)度正好等于減壓閥的可移動(dòng)長(zhǎng)度，由此判斷：動(dòng)靜間隙不當(dāng)或結(jié)垢引起減壓閥卡澀是造成主汽門(mén)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(huì)，對(duì)主汽門(mén)汽室部分進(jìn)行了解體，將減壓閥從主門(mén)芯中拆出。拆卸過(guò)程中對(duì)導(dǎo)向部分與主門(mén)芯接合面處車(chē)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(duì)減壓閥導(dǎo)向凸肩外徑車(chē)削0．20mm，對(duì)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(dòng)自如，組裝后減壓閥行程為16 mm。復(fù)查門(mén)桿與套間隙、門(mén)桿彎曲度、門(mén)芯與護(hù)套間隙等合格后回裝，成功消除了主汽門(mén)動(dòng)作卡澀的重大缺陷。

2.4 主汽門(mén)門(mén)座松動(dòng)

在我廠一臺(tái)125MW機(jī)組大修過(guò)程中，用滲洗油的方法檢查主汽門(mén)門(mén)座與殼體松動(dòng)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(huì)影響主汽門(mén)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(guò)主汽門(mén)的擴(kuò)散作用力，促使門(mén)座發(fā)生松動(dòng)；

（2）門(mén)座與殼體原有配合間隙不合格；

（3）在汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)，門(mén)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?，結(jié)果導(dǎo)致門(mén)座松動(dòng)。

2.5 處理情況

準(zhǔn)備取門(mén)座專(zhuān)用工具，如圖2所示，測(cè)量制作起吊墊板，拆卸門(mén)座。用專(zhuān)用工具將主汽門(mén)門(mén)座拔出，拆卸后對(duì)主汽門(mén)門(mén)座及殼體裝配處進(jìn)行測(cè)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(mén)門(mén)座及殼體裝配為間隙配合，密封依靠門(mén)座捻邊[3]。見(jiàn)圖2。

圖2 取閥座專(zhuān)用工具 1—外殼；2—門(mén)座；3—螺桿；4—由兩半組成的托盤(pán)；5、6、8—墊圈；7—墊板；9—旋緊螺母

制定主汽門(mén)門(mén)座回裝方案：到檔案館查取主汽門(mén)門(mén)座材質(zhì)；對(duì)主汽門(mén)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(huì)影響裝配效果；測(cè)量主汽門(mén)門(mén)座裝配處外徑、主汽門(mén)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(duì)主汽門(mén)門(mén)座裝配處補(bǔ)焊2 mm后車(chē)削，車(chē)削時(shí)要求相對(duì)門(mén)座中心線圓跳動(dòng)不大于0．03 mm，車(chē)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(jiàn)圖3、圖4。

圖3 主汽門(mén)汽室殼體門(mén)座裝配處內(nèi)徑

圖4 主汽門(mén)門(mén)座裝配處外徑尺寸

以主汽門(mén)汽室殼體門(mén)座裝配處內(nèi)徑最小值（430．90）為基準(zhǔn)，加0．25mm，制作安裝專(zhuān)用丁字尺，尺寸為431．15 mm。主汽門(mén)門(mén)座回裝時(shí)，用6個(gè)大號(hào)烤把對(duì)主汽門(mén)汽室殼體外部加熱；同時(shí)用二氧化碳對(duì)主汽門(mén)門(mén)座進(jìn)行冷卻（備用2瓶二氧化碳），并用保溫蓋好。當(dāng)專(zhuān)用丁字尺剛好能落入主汽門(mén)殼體裝配處時(shí)，將門(mén)座迅速回裝?；匮b后滲洗油試驗(yàn)不漏，機(jī)組啟機(jī)后主汽門(mén)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(yǔ)

主汽門(mén)關(guān)閉延遲、卡澀的原因大多為動(dòng)靜間隙不當(dāng)引起，檢修中必須及時(shí)測(cè)量，及時(shí)處理，防止缺陷擴(kuò)大。主汽門(mén)的定期活動(dòng)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(mén)的靈活性，否則，若主汽門(mén)卡澀又沒(méi)有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將危及機(jī)組的安全?；瘜W(xué)監(jiān)督對(duì)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(mén)門(mén)座松動(dòng)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。