沙謙

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

關(guān)鍵詞：調(diào)速汽門(mén);卡澀;高溫氧化皮

黃陵煤矸石發(fā)電公司二期兩臺(tái)汽輪機(jī)型號(hào)為N55-8.83/535，屬于高溫、高壓、單缸、沖動(dòng)、凝汽式汽輪機(jī)。汽輪機(jī)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(dòng)機(jī)等液壓部套組成，使計(jì)算機(jī)發(fā)出的電信號(hào)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)閥油動(dòng)機(jī)的位置控制，油動(dòng)機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)齒條，齒條推動(dòng)凸輪軸，凸輪控制調(diào)速汽門(mén)，調(diào)節(jié)蒸汽負(fù)荷與電負(fù)荷平衡。主蒸汽通過(guò)主汽閥后由四根導(dǎo)汽管分別通至四只調(diào)速汽門(mén)進(jìn)入汽輪機(jī)，四只調(diào)速汽門(mén)控制對(duì)應(yīng)的四組噴咀。在25%負(fù)荷下，四只調(diào)節(jié)閥的予啟閥全部開(kāi)啟，使之全周進(jìn)汽這樣可降低汽缸熱應(yīng)力，超過(guò)25%負(fù)荷后，2、3、4號(hào)調(diào)節(jié)閥逐漸關(guān)閉，1號(hào)調(diào)節(jié)閥繼續(xù)打開(kāi)，此后2、3、4號(hào)調(diào)節(jié)閥依次開(kāi)啟。調(diào)速汽門(mén)是防止汽輪機(jī)超速的關(guān)鍵保護(hù)裝置，機(jī)組防超速也是通過(guò)調(diào)速汽門(mén)快速?lài)?yán)密關(guān)閉來(lái)實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)汽門(mén)及配汽機(jī)構(gòu)是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，受油動(dòng)機(jī)控制，達(dá)到調(diào)節(jié)汽輪機(jī)進(jìn)汽量的目的。由凸輪軸、軸承、凸輪、聯(lián)接裝置、彈簧傳動(dòng)裝置、閥桿、閥蝶、滑套等部件組成。

調(diào)速汽門(mén)卡澀事件屢見(jiàn)不鮮，常見(jiàn)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(dòng)靜間隙消失造成卡澀。

1 故障經(jīng)過(guò)

18年3月28日4#機(jī)停機(jī)時(shí)，負(fù)荷將至25MW時(shí)，負(fù)荷無(wú)法再降低，經(jīng)檢查出現(xiàn)1#、2#調(diào)門(mén)仍在開(kāi)啟狀態(tài)，聯(lián)系檢修人員敲擊調(diào)速汽門(mén)閥桿，1#調(diào)速汽門(mén)關(guān)閉，2#調(diào)門(mén)卡死仍然無(wú)法關(guān)閉，為了防止帶負(fù)荷打閘，造成機(jī)組超速，最終通過(guò)關(guān)閉4#機(jī)進(jìn)汽手動(dòng)隔離門(mén)，然后打閘動(dòng)作自動(dòng)主汽門(mén)停機(jī)。

2 原因分析

停機(jī)后安排檢修人員對(duì)4#機(jī)1#、2#調(diào)門(mén)進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)調(diào)速汽門(mén)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(mén)桿上也有一層氧化皮;1#、2#調(diào)門(mén)門(mén)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(dá)0.4mm，閥蝶與閥套原有間隙為0.35-045mm，局部動(dòng)靜間隙為0。隨后對(duì)3#4#號(hào)調(diào)門(mén)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(chǎng)機(jī)組運(yùn)行長(zhǎng)期處于40MW負(fù)荷左右，1#2#調(diào)門(mén)閥碟長(zhǎng)期處于全開(kāi)狀態(tài)，基本不會(huì)上下活動(dòng)，而3#4#調(diào)門(mén)處于未全開(kāi)位置，負(fù)荷波動(dòng)過(guò)程中，會(huì)使3#、4#調(diào)門(mén)閥碟處于上下活動(dòng)狀態(tài)，減緩了金屬氧化皮的堆積。

本廠(chǎng)汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)為8.83MPA、535℃，門(mén)桿材質(zhì)為15CrMoV，調(diào)門(mén)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(mén)閥碟對(duì)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(mén)部套的氧化皮隨著時(shí)間的增加逐漸增厚，而大修中對(duì)該問(wèn)題認(rèn)識(shí)不足，只是去除閥桿上的氧化皮，并未對(duì)閥碟上的氧化皮進(jìn)行徹底去除，致使調(diào)門(mén)閥碟金屬氧化皮逐年積累，最終導(dǎo)致調(diào)門(mén)卡澀。

3 處理及防范措施

處理：對(duì)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(dòng)工具去除，使閥碟和閥碟套筒恢復(fù)原有間隙（圖3）。通過(guò)對(duì)閥桿和閥碟上的氧化皮進(jìn)行徹底的清除，恢復(fù)部套動(dòng)靜間歇，基本保證在一個(gè)大修周期內(nèi)，不會(huì)出現(xiàn)卡澀。隨后對(duì)3#汽輪機(jī)調(diào)速汽門(mén)進(jìn)行了解體檢查，同樣發(fā)現(xiàn)1#2#調(diào)門(mén)閥碟閥桿氧化皮較厚，調(diào)門(mén)部套動(dòng)靜間歇變小，安排檢修人員對(duì)3#機(jī)所有調(diào)門(mén)部套內(nèi)的氧化皮進(jìn)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(tái)機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行倒換，進(jìn)行大負(fù)荷的加減操作，進(jìn)行調(diào)門(mén)活動(dòng)，有利于減少調(diào)門(mén)氧化皮的堆積，也能提前發(fā)現(xiàn)調(diào)門(mén)是否卡澀，提前做好相關(guān)措施，防止機(jī)組停機(jī)過(guò)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(guò)縮短調(diào)速門(mén)檢修周期，每年一次的小修，抓緊時(shí)間對(duì)調(diào)門(mén)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(mén)卡澀，從而避免了調(diào)門(mén)卡澀事故的發(fā)生。d.每個(gè)機(jī)組大修周期到時(shí)，調(diào)速汽門(mén)檢修，要擴(kuò)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(duì)閥碟在內(nèi)的全部部套上的氧化皮進(jìn)行徹底清理，防止其他部位的氧化皮脫落，進(jìn)入調(diào)門(mén)部套動(dòng)靜間隙中造成卡澀。

4 結(jié)論

本廠(chǎng)調(diào)門(mén)卡澀主要原因是調(diào)速汽門(mén)閥碟、閥桿金屬氧化皮堆積，造成閥碟與閥碟套筒，門(mén)桿與門(mén)桿套筒動(dòng)靜間歇消失，造成調(diào)門(mén)卡澀。通過(guò)定期對(duì)調(diào)門(mén)進(jìn)行活動(dòng)和利用檢修時(shí)間對(duì)調(diào)速汽門(mén)部套相關(guān)部位徹底清除金屬氧化皮，是防止調(diào)門(mén)卡澀的主要措施。

參考文獻(xiàn)：

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

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

[3]付忠廣.電廠(chǎng)汽輪機(jī)運(yùn)行與事故處理.中國(guó)電力出版社，2007.