沙謙

摘 要：本文通過對本公司——黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電有限公司55MW汽輪機調(diào)速系統(tǒng)組成、作用進行介紹，分析調(diào)速汽門卡澀的原因，提出了針對本廠汽輪機防止調(diào)速汽門卡澀的方法和防范措施。

關(guān)鍵詞：調(diào)速汽門;卡澀;高溫氧化皮

黃陵煤矸石發(fā)電公司二期兩臺汽輪機型號為N55-8.83/535，屬于高溫、高壓、單缸、沖動、凝汽式汽輪機。汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用HOLLiAS公司數(shù)字式低壓純電調(diào)DEH。EH部分有電液轉(zhuǎn)換器、濾油器、油動機等液壓部套組成，使計算機發(fā)出的電信號，能實現(xiàn)對調(diào)節(jié)閥油動機的位置控制，油動機帶動傳動齒條，齒條推動凸輪軸，凸輪控制調(diào)速汽門，調(diào)節(jié)蒸汽負荷與電負荷平衡。主蒸汽通過主汽閥后由四根導汽管分別通至四只調(diào)速汽門進入汽輪機，四只調(diào)速汽門控制對應的四組噴咀。在25%負荷下，四只調(diào)節(jié)閥的予啟閥全部開啟，使之全周進汽這樣可降低汽缸熱應力，超過25%負荷后，2、3、4號調(diào)節(jié)閥逐漸關(guān)閉，1號調(diào)節(jié)閥繼續(xù)打開，此后2、3、4號調(diào)節(jié)閥依次開啟。調(diào)速汽門是防止汽輪機超速的關(guān)鍵保護裝置，機組防超速也是通過調(diào)速汽門快速嚴密關(guān)閉來實現(xiàn)。調(diào)節(jié)汽門及配汽機構(gòu)是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，受油動機控制，達到調(diào)節(jié)汽輪機進汽量的目的。由凸輪軸、軸承、凸輪、聯(lián)接裝置、彈簧傳動裝置、閥桿、閥蝶、滑套等部件組成。

調(diào)速汽門卡澀事件屢見不鮮，常見原因就是在閥桿和調(diào)速閥碟產(chǎn)生高溫氧化皮，使閥桿與閥桿套筒及調(diào)速閥碟與閥碟套筒動靜間隙消失造成卡澀。

1 故障經(jīng)過

18年3月28日4#機停機時，負荷將至25MW時，負荷無法再降低，經(jīng)檢查出現(xiàn)1#、2#調(diào)門仍在開啟狀態(tài)，聯(lián)系檢修人員敲擊調(diào)速汽門閥桿，1#調(diào)速汽門關(guān)閉，2#調(diào)門卡死仍然無法關(guān)閉，為了防止帶負荷打閘，造成機組超速，最終通過關(guān)閉4#機進汽手動隔離門，然后打閘動作自動主汽門停機。

2 原因分析

停機后安排檢修人員對4#機1#、2#調(diào)門進行解體檢查，發(fā)現(xiàn)調(diào)速汽門閥碟和閥碟套筒內(nèi)有較厚鱗片狀金屬氧化皮（圖1、圖2），門桿上也有一層氧化皮;1#、2#調(diào)門門桿上局部氧化皮厚度為0.2mm，閥桿與套筒原有間隙為0.30-0.38mm，而閥碟上局部氧化皮厚度達0.4mm，閥蝶與閥套原有間隙為0.35-045mm，局部動靜間隙為0。隨后對3#4#號調(diào)門解體檢查，閥桿和閥碟上金屬氧化皮都厚度在0.2mm左右。由于本廠機組運行長期處于40MW負荷左右，1#2#調(diào)門閥碟長期處于全開狀態(tài)，基本不會上下活動，而3#4#調(diào)門處于未全開位置，負荷波動過程中，會使3#、4#調(diào)門閥碟處于上下活動狀態(tài)，減緩了金屬氧化皮的堆積。

本廠汽輪機進汽參數(shù)為8.83MPA、535℃，門桿材質(zhì)為15CrMoV，調(diào)門閥碟和閥碟套筒材料為30Cr2MoV，高溫蒸汽與相接觸的金屬表面的鐵產(chǎn)生高溫氧化皮，由于調(diào)門閥碟對蒸汽有節(jié)流調(diào)節(jié)作用，它可能是加速氧化的重要原因，調(diào)門部套的氧化皮隨著時間的增加逐漸增厚，而大修中對該問題認識不足，只是去除閥桿上的氧化皮，并未對閥碟上的氧化皮進行徹底去除，致使調(diào)門閥碟金屬氧化皮逐年積累，最終導致調(diào)門卡澀。

3 處理及防范措施

處理：對閥碟和閥桿上的氧化皮，用金相砂紙很難去除，采用砂紙砂輪電動工具去除，使閥碟和閥碟套筒恢復原有間隙（圖3）。通過對閥桿和閥碟上的氧化皮進行徹底的清除，恢復部套動靜間歇，基本保證在一個大修周期內(nèi)，不會出現(xiàn)卡澀。隨后對3#汽輪機調(diào)速汽門進行了解體檢查，同樣發(fā)現(xiàn)1#2#調(diào)門閥碟閥桿氧化皮較厚，調(diào)門部套動靜間歇變小，安排檢修人員對3#機所有調(diào)門部套內(nèi)的氧化皮進行清理。

防范措施：a.氧化皮的生成與閥桿，閥碟材質(zhì)有關(guān)系，可以考慮在閥碟閥桿表面增加抗氧化涂層，減緩氧化皮的生成。b.有條件的情況下，每周將兩臺機組負荷進行倒換，進行大負荷的加減操作，進行調(diào)門活動，有利于減少調(diào)門氧化皮的堆積，也能提前發(fā)現(xiàn)調(diào)門是否卡澀，提前做好相關(guān)措施，防止機組停機過程中出現(xiàn)超速事故。c.金屬部件與高溫蒸汽接觸，氧化皮的產(chǎn)生是不可避免的，通過縮短調(diào)速門檢修周期，每年一次的小修，抓緊時間對調(diào)門解體檢查，清理閥桿、閥碟等部位的氧化皮，使高溫產(chǎn)生的金屬氧化皮厚度不足以造成調(diào)速汽門卡澀，從而避免了調(diào)門卡澀事故的發(fā)生。d.每個機組大修周期到時，調(diào)速汽門檢修，要擴大去氧化皮部件的范圍，以前只是清除閥桿與閥桿套筒上的氧化皮，而現(xiàn)在則要求對閥碟在內(nèi)的全部部套上的氧化皮進行徹底清理，防止其他部位的氧化皮脫落，進入調(diào)門部套動靜間隙中造成卡澀。

4 結(jié)論

本廠調(diào)門卡澀主要原因是調(diào)速汽門閥碟、閥桿金屬氧化皮堆積，造成閥碟與閥碟套筒，門桿與門桿套筒動靜間歇消失，造成調(diào)門卡澀。通過定期對調(diào)門進行活動和利用檢修時間對調(diào)速汽門部套相關(guān)部位徹底清除金屬氧化皮，是防止調(diào)門卡澀的主要措施。

參考文獻：

[1]黃陵礦業(yè)煤矸石發(fā)電有限公司55MW汽輪機運行規(guī)程.2016.

[2]朱庚玉.汽輪機主汽門卡澀原因分析及防范措施.熱力發(fā)電，2007.

[3]付忠廣.電廠汽輪機運行與事故處理.中國電力出版社，2007.