摘要許昌龍崗電廠2號機組(350MW)在正常運行過程中,因油動機廠家設(shè)計安裝的導(dǎo)向套等密封件與活塞桿配合出現(xiàn)問題導(dǎo)致油動機漏油。針對漏油情況進行了分析,并對油動機導(dǎo)向套密封型式進行改造,消除了機組異常情況。
關(guān)鍵詞油動機;漏油
許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司兩臺350iffW火電機組(編號分別為#1、#2),2001年投入運行。該機組由美國西屋公司總承包,上海汽輪機廠組裝建造,該機組為亞臨界單軸雙缸雙排汽、一次再熱冷凝式汽輪發(fā)電機組,在設(shè)計和制造上采用高、中壓缸合缸對稱布置,低壓缸雙缸、進汽分流布置,高壓缸有兩個主汽閥和4個調(diào)節(jié)汽閥,中壓缸有兩個主汽閥和兩個調(diào)節(jié)汽閥,主、再熱汽閥油動機均由上海汽輪機廠配套生產(chǎn)。每個高壓主汽閥和兩個高壓調(diào)節(jié)汽門都置于同一個殼體之內(nèi),主汽門為臥式布置,調(diào)門為立式布置,每個閥門的執(zhí)行結(jié)構(gòu)都裝在旁邊,高壓主汽門和高壓調(diào)門的殼體由三根剛性的擺動支柱支撐著。高壓主汽閥是緊急停機時的重要部套,采用具有預(yù)啟閥的雙閥座結(jié)構(gòu),其中主閥和預(yù)啟閥都是非平衡式的,帶有球柱狀閥芯的閥門。每只調(diào)節(jié)汽門都有一套獨立的執(zhí)行機構(gòu),因而可在任何負荷調(diào)門控制方式下,自由地順利地進行切換和穩(wěn)定運行。這些閥門控制方式包括全周進汽、部分進汽和混合運行時的單閥或多閥運行,高壓調(diào)門汽門為球頭型單座閥。
高壓主汽門和高壓調(diào)節(jié)汽門的執(zhí)行機構(gòu)包括單側(cè)進油油動機、線性差動位移傳感器、快關(guān)油門、逆止門部套。機組正常運行中閥門控制方式采用全周進汽,順序閥調(diào)節(jié),通過調(diào)節(jié)四個高壓調(diào)節(jié)汽閥的開度,分別控制內(nèi)缸里相應(yīng)的4個噴嘴的進汽量,來達到控制負荷的目的,高壓調(diào)節(jié)汽閥分別由各自獨立的油動機控制,油動機由高壓抗燃油(工作壓力13.8MPa~14.5MPa)的液壓作用驅(qū)動。
1事件描述
許昌龍崗發(fā)電有限責(zé)任公司2號機組2014年9月份A級檢修期間,油動機外委檢修,在正常試驗條件:
介質(zhì):磷酸酯抗燃油;
額定工作壓力:14.5±0.5MPa;
油溫:30℃~50℃;
環(huán)境溫度:10℃~40℃;
試驗油清潔度要求:NAS6級;
進行相關(guān)檢測試驗,磨合試驗:油缸滿行程磨合100次,活塞桿上允許有油膜,但不能成滴;耐壓試驗:壓力20MPa、3min,不得有外泄漏和零件破壞。內(nèi)泄試驗:作者簡介:范偉,助理工程師,汽機專業(yè)點檢員。在壓力14.5MPa、油溫30℃以上條件下,內(nèi)部泄漏不超過:400ml/分(油缸直徑<φ125);500ml/分(φ125≤油缸<φ200)。合格后,返廠回裝,油沖洗過程中發(fā)現(xiàn)高壓調(diào)門GV4油動機漏油,聯(lián)系廠家人員現(xiàn)場處理,對GV4油動機活塞桿密封件進行重新更換,并啟動抗燃油系統(tǒng),冷態(tài)下掛閘做靜態(tài)試驗,對油動機多次進行靜態(tài)調(diào)試,觀察高壓調(diào)節(jié)汽門GV4活塞桿處不再滲油,10月29日機組并網(wǎng)運行后,發(fā)現(xiàn)GV4油動機仍少量滲油,由于高壓調(diào)門閥門控制方式采用順序閥控制,機組正常運行過程中高壓調(diào)門GV4基本保持全開狀態(tài),滲油無擴大趨勢,觀察運行,待機組停運時進行檢修。
2015年1月16日,2號機組臨停檢修,高壓調(diào)門GV4油動機重新返廠解體檢修,并進行相關(guān)試驗,磨合試驗:油缸滿行程磨合100次,活塞桿上允許有油膜,但不能成滴:耐壓試驗:壓力20MPa、3min,不得有外泄漏和零件破壞。內(nèi)泄試驗:在壓力14.5MPa、油溫30℃以上條件下,內(nèi)部泄漏不超過:400ml/分(油缸直徑<φ125);500ml/min(φ125≤油缸<φ200),試驗合格后,2月11日返廠后進行回裝,抗燃油質(zhì)合格后,啟動抗燃油系統(tǒng)對油動機分階段進行沖洗,待油沖洗合格后,3月1日2日期間,冷態(tài)下掛閘對主機高、中壓主汽門、調(diào)門多次進行靜態(tài)試驗,反復(fù)對高壓調(diào)門進行活動,合格后,檢查油動機無漏油,3月4日機組并網(wǎng)運行后,閥門控制方式由單閥切換為順序閥,3月5日點檢發(fā)現(xiàn)GV4油動機活塞桿處漏油,漏油量較大,聯(lián)系熱工、運行人員將閥門控制方式切換為單閥控制,并將高壓調(diào)節(jié)汽門GV4關(guān)閉到零,并關(guān)閉GV4油動機進油手動門。
2原因分析
許昌龍崗電廠2號機組(350MW)高壓調(diào)門油動機采用的導(dǎo)向套內(nèi)徑為中50與活塞桿配合間隙最大值為0.089ram(H8/f7間隙配合),銅材質(zhì);密封型式為兩道Y×型密封圈,兩道耐磨環(huán),密封圈材質(zhì)為氟橡膠。
另外,高壓調(diào)門開啟順序為GV3-GV4-GV1-GV2,正常運行時,通往噴嘴上部的GV3、GV4全開,通往噴嘴下部的GV1、GV2調(diào)節(jié)進汽流量。由于機組日常運行中高壓調(diào)門GV4開度處于全開位置,基本排除由于密封件長期使用疲勞磨損導(dǎo)致漏油。
根據(jù)滲油這一事實,結(jié)合油動機結(jié)構(gòu)及閥門開啟順序,分析滲油原因如下。
1)油動機活塞桿處密封采用YX型密封,YX型密封件要求配合間隙較小,加裝導(dǎo)向帶后,導(dǎo)向套與桿徑間的間隙也有相應(yīng)要求,且間隙要大于YX型密封件所需間隙,否則,導(dǎo)向帶則失去自身導(dǎo)向支撐的作用,如果間隙過大,對于YX型密封件而言,其受力面積增加,加之其材料結(jié)構(gòu)特性,則容易出現(xiàn)滲油,密封件間隙過大也是導(dǎo)致滲油的可能性原因。
2)導(dǎo)向套內(nèi)部的密封件本身的質(zhì)量問題,一般對于專業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)廠家而言,錯用密封件材質(zhì)也是導(dǎo)致滲油的可能性原因。
3)導(dǎo)向套本身的材質(zhì)問題,由于密封采用的是銅套,如果是銅材質(zhì),那么銅料本身是否存在材質(zhì)缺陷,比如材質(zhì)疏松、砂眼等缺陷,如果存在,也是導(dǎo)致滲油的可能性原因。
4)油動機安裝后,活塞桿與門桿及聯(lián)軸器間的同心度不好,導(dǎo)致活塞桿受到徑向力,促使活塞桿偏向一側(cè),壓迫密封件,使密封件出現(xiàn)單側(cè)擠壓,另一側(cè)無過盈量的現(xiàn)象,且活塞桿伸出距離較長,這種擠壓現(xiàn)象越嚴重,滲油的幾率越大。
結(jié)合2014年9月份A級檢修期間及2015年1月16日2號機組臨停檢修期間對高壓調(diào)門GV4油動機外委返廠檢修,更換活塞桿及密封件等,及機組日常運行過程中GV4調(diào)節(jié)特性,初步判斷油動機滲油為活塞桿導(dǎo)向套密封結(jié)構(gòu)不合理,0型圈磨損導(dǎo)致。
3處理措施
2015年4月10日油動機返廠解體后,檢查油動機導(dǎo)向套與活塞桿配合間隙最大值為0.089mm,不存在間隙過大導(dǎo)致滲油的情況。導(dǎo)向套為銅套,不存在缺陷,另外,密封件采用氟橡膠,符合設(shè)計要求。
由于我廠2號機組自2001年投入商業(yè)運行以來,經(jīng)過長時間運行,部分零件可能產(chǎn)生變形,造成裝配誤差變大等隱患,隨即對原密封結(jié)構(gòu)進行改造,采用一道BA型密封圈,一道YX型密封圈的密封結(jié)構(gòu),由于BA型密封圈唇邊厚度較厚,相應(yīng)密封面積得到增加,這樣可以保證在較差環(huán)境下活塞桿密封處不漏油。另外,油動機返廠回裝過程中,先進行了聯(lián)軸器的安裝與固定,使活塞桿與門桿處于同心位置,再固定操縱座的固定螺栓,避免密封件出現(xiàn)單側(cè)擠壓導(dǎo)致漏油的可能。冷態(tài)下掛閘對油動機多次進行靜態(tài)試驗,合格后,檢查油動機無漏油,2015年6月11日,機組并網(wǎng)運行后,檢查高壓調(diào)門GV4油動機無漏油現(xiàn)象。
4結(jié)論
主、再熱汽閥油動機由高壓抗燃油驅(qū)動,工作環(huán)境惡劣,為保證機組的安全穩(wěn)定運行,要加強對油動機的檢修監(jiān)督管理,油動機檢修時要特別注意導(dǎo)向套與活塞桿配合尺寸,及密封件結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等問題,避免間隙過大,結(jié)構(gòu)型式設(shè)計不合理及材質(zhì)錯用等造成的油動機漏油現(xiàn)象。