高压主汽门卡涩故障分析与建议

刘新国，刘冰

（1.国电达州发电有限公司，四川达州，635066；2.达州职业技术学院，四川达州，635001）



高压主汽门卡涩故障分析与建议

刘新国1，刘冰2

（1.国电达州发电有限公司，四川达州，635066；2.达州职业技术学院，四川达州，635001）

文章针对国电达州发电有限公司300 MW机组1#主汽门在运行中出现的卡涩问题，根据多方面调整试验，分析论证了主汽门卡涩的原因，并提出了解决办法，收到了良好的效果，保证了机组的安全经济运行。

主汽门，卡涩

1　高压主汽门结构特性介绍

国电达州发电有限公司2×300 MW汽轮机组采用东方电气自动控制工程有限公司自主研发生产的高压抗燃油数字电液控制系统，简称DEH系统，它可以和其他上位机取得联络实现机、电、炉的协调控制。

本机有左右侧2个高压主汽阀，布置在高中压缸前部，每个主汽阀配有2个主汽调节阀，调节阀与主汽阀成“▼”型排列，调节阀对应于4组喷嘴阀组，汽流分别进入高压缸上下部。主汽阀和调节阀均设有预启阀，在调节阀阀体与汽缸之间有一根较长的并按大半径弯成的导汽管连接，旨在增加管道柔性，避免结合部分受到过大应力。

2　卡涩情况介绍

2015年7月24日，32#机组停运备用期间，热控人员对32#机组DEH工作电源进行检查，对机组做挂打闸试验，由于在前一天进行了多次的挂打闸试验均无异常，为此，热控技术人员继续进行控制系统的相关试验，中午11时许，32#机组调速系统进行了当日的第一次挂打闸试验正常，随即再次进行挂打闸试验，阀门开启正常，再次打闸时发现1#高压主汽阀门未关到位，反馈信号未发出，就地检查发现该阀门未关闭（卡在约80%开度），试验人员再次进行了挂打闸试验看能否利用冲击将该阀门关闭，但依然未关闭，汇报设备部热控分管主任、汽机分管主任和汽机检修主管。

在试验人员介绍情况后，汽机专业人员针对该问题进行了分析，一致同意先易后难开展工作，对现场设备进行逐一排查，找出卡涩原因，以便针对性解决。以此，汽机专业人员汇同热控人员到现场进行了各种情况的开关试验。首先进行再次挂打闸试验，机务人员就地观察该阀门动作情况，发现卡涩情况无变化，再次采用停EH油泵方式，依然无法关闭；第三次采用将机组挂好闸后，关闭该阀门EH油进油门，人为调整该主汽门卸荷阀卸去安全油压，依然无法关闭，在试验中观察油动机与阀门本体相连部位间隙情况，发现随着挂闸和打闸的进行，该间隙有扩大和缩小的情况，以此判断该阀门执行器无卡涩，属阀门门杆和阀套卡涩引起的。

主汽门和高压调节汽门的卡涩均存在相同特性，虽然每次均略有不同，但是呈现出很大的共性，如卡涩发生后，汽门能顺利地向上开启，而不能自动关回，个别电厂却能在外力作用下关回（如重庆恒泰电厂3#调门在弹簧支座上加千斤顶，在顶压下能慢慢关回）；根据各电厂卡涩的情况来看，卡涩发生的开度愈高，自动关回所需的时间就越长，关回的可能性就越小。

3　卡涩原因分析

综合起来，造成高压主汽门卡涩产生的原因主要有：机械方面、运行方面、控制方面。

3.1机械方面

高压主汽门门杆与密封衬套间隙偏小；阀杆斜螺纹沟槽有毛刺；油动机与阀杆对中不好，不在同一条直线上；弹簧座及调门支架摩擦等都易造成高压主汽门卡涩。其中，高压主汽门门杆与密封衬套间隙偏小是主要原因。

主汽门门杆和密封衬套之间的间隙仅有0.26～0.33 mm，正常运行中主汽门保持全开，主要通过高压调门实现负荷加减。主汽门在出厂时，一般各部件均进行了相应的钝化处理，当检修时，在主汽门组装前，需对主汽门各滑动零部件用二硫化钼进行涂擦到有光泽，涂抹上的二硫化钼在运行中将会转化为三硫化钼。在门杆及密封衬套表面形成质地坚硬的三硫化钼钝化层保护膜，防止门杆及密封衬套产生的金属进一步氧化。另外，从理论上来说，金属表面层的钝化层在运行中是一个不断加厚的过程，实际上对主汽门门杆及密封衬套进行二硫化钼处理后，金属本身的钝化速度将会有所减慢，但仍然有增加的趋势，实际过程中是主汽门门杆和密封衬套之间的间隙不断减少，当小到0.26 mm以下甚至更低时，在机组停运后，因温度由537±5°C降低至常温，金属发生冷态收缩，最后导致门杆和密封衬套紧密地套在了一起，形成主汽门卡涩。

3.2运行方面

由于蒸汽品质不良，在高温高压下阀杆及衬套的表面易生成氧化皮，造成阀门卡涩。长时间的高温运行，就进入了阀门卡涩—结碳—卡涩的恶性循环，加剧了阀门卡涩和磨损，以致在阀杆和阀套上形成较大面积损伤，最终由于积碳量过大、过粘，阀套与阀杆发生抱死。

3.3控制方面

电液伺服阀滑阀卡涩，油动机回油逆止阀卡涩，油动机活塞杆与油动机连接块以及与导向套卡死；电液伺服阀控制器不起作用。在开始检修前，热工及汽机专业人员对伺服阀、控制参数及热工信号进行了检查，经过几次开启调试，均未发现异常，卡涩现象和原来一样，排除了油动机开关不到位的情况。

4　解决办法

由于公司出现过高压调节门卡涩的情况，利用机组停运的机会进行了检修处理，但本次属于高压主汽门，该阀门在停机时是在弹簧力作用下进行的，且弹簧力很大，在公司现场处理该故障工艺尚无法满足要求，故将该阀门门杆和密封衬套一并撤出后返厂处理，在返厂后利用液压机将该阀门门杆与密封衬套顶出后，检查阀杆弯曲度和阀套磨损情况，在确认满足标准后将阀杆直径研磨除去表面氧化皮，考虑间隙过大将增大阀杆漏汽，影响机组经济性，为此，研究将阀杆阀套间隙保持在0.26～0.33 mm，满足机组正常运行间隙。

5　防范措施

（1）定期做各主汽门、调门、逆止门活动试验。由于主汽门在机组正常运行中不参与机组控制，一直处于全开位置，易造成阀杆与阀套间氧化皮的堆积，虽然机组正常运行中进行了主汽门活动试验，但由于活动范围很小，不足以阻止氧化皮的堆积。而全行程试验可在一定程度上减少氧化皮的堆积，从而避免卡涩情况的发生，有利于预先发现主汽门是否卡涩。但全行程试验存在风险（有电厂出现试验时主汽门卡涩影响机组运行的情况发生），且1#主汽门为开关型，若全行程试验将对机组产生冲击，为保证机组安全，建议将机组负荷降低到最低稳燃负荷再进行主汽门的全行程试验。

（2）定期进行EH油质分析化验，保持油质合格，防止油中带水或杂物造成调节机构腐蚀或卡涩。

（3）加强蒸汽品质监督，防止高、中压主汽门及调门等门杆因蒸汽品质差造成结垢卡涩。

（4）缩短机组高压主汽门、调门的检修周期。由于金属部件与高温蒸汽相接触，氧化皮的产生是不可避免的，可通过检修来除去部件表面上的氧化皮，检修周期缩短的意义在于当高温氧化皮厚度还不足以造成阀门卡涩时就将其除去，从而避免卡涩事故的发生。

（5）采用抗高温氧化能力更强的金属取代主汽门上抗氧化性能较差的材料，或是在阀套与阀杆表面涂镀一层抗高温氧化能力更强的金属来减缓氧化皮的产生速度，使一个大修周期内氧化皮的生成厚度不足以造成阀门卡涩。

6　总结

从这起活动试验发现主汽门卡涩的重大缺陷到组织人员及时处理的过程来看，有以下几个方面值得总结：第一，主汽门的定期活动试验是一项非常重要的工作，运行人员必须严格按厂家运行维护说明书的规定执行。由于进行主汽门活动试验时机组负荷必须要减至70%左右，这样可能就会出现电网负荷紧张时省电力调度中心难以安排试验负荷的情况，所以，运行人员应时刻与调度加强联系，尽可能在短时间内进行该阀门活动试验，绝不能因负荷紧张延长试验周期。否则，若汽门卡涩又没有及时发现，将是非常危险的。第二，机组在运行中发现汽门卡涩时应立即进行处理，并根据机组的具体情况做足有关安全措施，防止在处理过程中，机组甩负荷可能引起的超速事故。第三，在处理汽门卡涩的过程中，运行人员和检修人员都必须高度重视，紧密配合。对调试系统设备的检查或更换，必须在判断准确且系统完全隔离后方可进行。

［1］曹勤.50 MW自动主汽阀自关原因分析：摘要［C］.第五届汽轮机学术年会论文集.1996.

［2］300 MW汽轮机高压抗燃油EH液压控制系统说明书［Z］新华控制工程公司，2000.

［3］300 MW汽轮机本体安装及维护说明书［Z］.东方汽轮机厂，2003.

Analysis and Suggestion of Jam Fault in High-pressure Main Steam Valve

Liu Xinguo1，Liu Bing2
（1.Guodian Dazhou Power Generation Co.，Ltd.，Sichuan Dazhou，635066；2.Dazhou Vocational and Technical College，Sichuan Dazhou，635001）

This paper aimes at the jam problem of Dazhou Power Co.，Ltd.，300 MW unit 1#main steam valve in operation.According to the adjusting test，the jam reason of main steam valve is analyzed，the solution and measure for prevention are put forward，the good effect has been received，the safe and economic operation of the unit is ensured.

main steam valve，jam

TK262

A

1674-9987（2016）03-0075-03

10.13808/j.cnki.issn1674-9987.2016.03.017

刘新国（1971-），男，汽机管理工程师，主要从事电厂汽轮机管理工作。

刘冰（1970-），男，副教授，主要从事信息与自动化研究与教学工作。