N300-16.7/537/537-3汽机汽缸漏汽原因与治理

陈庆辉

（广东省粤电集团有限公司 广州）

一、事件描述

（1）4号机组负荷250 MW，汽轮机高压缸底部突发爆漏声，汽缸底部保温层大量吹出，中压缸进汽口处的上下缸内外壁温差开始增大，最高温差达72℃。汽机振动开始异常增大，2Y轴振动最大从60 μm增大到116 μm，之后打闸停机。汽机惰走时间为32 min（正常情况下应为54 min），盘车电流25～27 A（正常应为23 A），大轴晃动度0.08 mm（正常为0.02 mm）。停机后中压缸上下缸温差最高达97℃且缸内有摩擦声。

经检查，造成汽缸底部漏汽的原因为高压缸底部缸温测量元件法兰密封垫片损坏所致。

（2）3号机组负荷287 MW，汽机高压缸底部突然爆漏，大量保温层吹出，中压缸下外壁温度下降较快，随后中压缸外壁上下温差最高达75℃，机组打闸停机。经检查，高压缸底部漏汽的部位为高压内缸疏水法兰（图1），法兰部分密封垫片已被吹出。图2为取下的受损波齿密封垫片，垫片已严重变形。

二、原因分析

屡次发生的高压内缸疏水法兰面漏汽故障，原因均为高温高压密封件损坏，这与汽缸变形、密封结构的设计、密封件型式、材料选取及检修安装工艺等因素有关。

1.汽缸变形造成上下密封面移位

汽机高压内缸疏水及汽缸底部缸温测量元件法兰接合面，原设计是靠特制螺母（图3）与法兰密封面及缸面对研，接触面达到75%以上的情况下可实现密封。由于缸体变形及胀差等因素，承受内缸高压的疏水法兰面容易发生位移，造成上下密封面和密封垫片错位，容易导致密封垫片偏磨或出现受力薄弱点。

图1 高压内缸疏水法兰泄漏点

2.特制螺母设计不合理

原特制螺母的设计结构如图4所示。该结构特制螺母密封面是平面，容易造成密封垫滑移；在密封面的外缘上，开了4个用于拆装的冲击预留槽，每次拆装该螺母时都要用细尖的敲击螺丝批冲击螺母密封面上的冲击预留孔才能完成拆装工作，每次拆装过程中都会引起锁母密封面变形，且密封面要缩小。

图2 受损变形的密封垫片

图3 特制螺母

3.安装工艺问题

医院内部控制意识的不足主要来源于内部控制认知以及意识的不足。主要的原因就是内部控制管理基础有所欠缺，使得落实的主体不能够从整体角度出发。对于内部控制的认识也是十分的粗浅，只是简单的认为内部控制更多地就是为了防范内部进行贪污舞弊。或者就是认为会给医院带来更多的运作环节，影响工作效率与积极性；其次就是多数医院以为内部控制是财务、审计以及监察等部门的事，医院其他部门的医务人员认为内部控制与自身并没有联系，不会主动的参与到内部控制体系当中。

汽缸底部法兰连接安装时位置受限，作业困难，4个紧固螺栓的紧力可能不一致，使垫片受力不均匀，有些部位受力过大，变形严重，造成垫片损坏；有些部位受力过小，垫片松动，形成密封薄弱点。另外，由于密封面为平面结构，在紧固法兰时垫片容易滑动，造成垫片中心产生偏移，运行中受力不均。

4.密封垫片结构和材料

密封垫片选用的是0Cr18Ni9材料，厚度3 mm，上敷石墨层的4波齿密封垫。法兰是靠垫片的弹性变形力进行密封，4个波齿形成4个压力级密封。

图4 原特制螺母结构

由于选用的波齿垫强度不够，在汽缸变形、法兰紧固力不均、法兰螺栓高温蠕变、冷热交变应力等作用下，垫片产生较大塑性变形（失效垫片厚度最小只有2 mm），材料的弹性变形力变小，法兰面容易发生张口，设计的4个压力密封级密封面减少，外面密封级承受的压力增大，在蒸汽压力作用下，密封薄弱点最后吹损泄漏。从损坏的密封垫可看出第一级压力密封尚完好，而后三级已吹损失效。

三、改进措施

针对以上分析得知解决问题的方法，一是要改进特制螺母的设计，保证特制螺母密封性能稳定；二是选用强度更高、性能更好的密封材料。

1.改进特制螺母的设计

重新设计一个合理的特制螺母，螺母与法兰的接触面采用公母配合结构，以防垫片安装、运行时滑出。另外，拆装螺母由原来从密封面的4个预留冲击孔改成从侧面拆装，保证了密封面的完好。改进的特制螺母的结构如图5。

图5 改进的特制螺母

2.选用性能更好的密封垫片

鉴于之前使用的密封垫强度不够，改进后，密封垫片材料选用1Cr18Ni9Ti不锈钢，垫片也由原来的3 mm加到3.5 mm，强度得到提高。

3.严格装配工艺

改进后的特制螺母为确保优良的装配质量，要求装配时必须保证上下法兰张口＜0.1 mm，切实保证装配质量。

四、效果与结论

4台机组陆续按照改进方案全部完成了改进。运行结果表明，改进后机组未再发生漏汽故障。同时，改进方案得到设备生产厂家认可。