主给水电动门连接键脱落原因分析及结构改进

吴金勇

(广东粤电大埔发电有限公司，广东 梅州 514000)

0 引言

某电厂2台660MW超超临界机组“上大压小”项目工程于2013-12-06取得国家发改委核准，其1号机组于2015-12-26正式投入商业运行。该厂2台机组锅炉型号为SG-2037/26.15-M6010，是由上海锅炉有限公司在大量660MW等级超超临界机组锅炉成熟的设计、制造技术基础上，结合超超临界机组参数、锅炉燃煤的特点和用户的特殊要求自行设计生产的。该锅炉采用四角切圆方式燃烧、无油点火、单台汽泵，电动给水泵仅能提供180MW以下锅炉给水量。主给水电动门、主给水旁路电动调节门、主给水旁路电动调节门前后截止门均采用德国SEMPELL公司的产品。阀门型号为GA251-6013，最高允许工作温度300℃，最高允许工作压力 36.5MPa。

1 事件经过

2016-04-19晚，运行值长接调度令，准备将1号机组负荷降至300MW，运行主操决定关闭主给水电动门，采用主给水旁路调节门调节锅炉给水。运行主操在DCS盘关闭主给水电动门时，发现DCS上显示其已经处于全关状态，但是实际给水流量和阀门前后压差没有改变。巡检人员现场巡视发现主给水电动门电机正常工作，现场未显示异常信号。于是立即电话通知炉本体班值班人员，告知1号机组锅炉主给水电动门DSC盘无法操作，急需处理。

值班人员到达集控室了解阀门无法关闭情况后，办理工作票，将主给水电动门改为手动操作。操作时，发现阀门很轻，判断为阀门电动头空转，原因不明。

2 检查情况

检修人员在拆检主给水电动门电动头和齿轮减速箱连接部位后，发现主给水电动门连接电机的端轴和齿轮减速箱轴的键脱落，造成电机空转，齿轮减速箱不动作，如图1所示。

图1 主给水电动门电机端轴(右侧)和齿轮减速箱轴(左侧)

从图1中可以看到，主给水电动门电机端轴和齿轮减速箱轴连接键的部位都是开口形式，造成连接键可以在键槽中自由活动。主给水电动门电机端轴和齿轮减速箱轴的组合示意如图2所示。

图2 主给水电动门电机端轴和齿轮减速箱轴的组合示意

主给水电动门电机端轴与齿轮减速箱轴传动连接键槽的开口形式设计，导致键可以从键槽中滑出。键从键槽滑出后，电动头与电动门齿轮减速箱的传动连接就断开了，导致电机空转而阀门不动作。

3 改进措施

常规阀门此部位连接键槽都采用非开口设计，该事件的处理思路就是如何将键槽中的连接键固定，使之无法从键槽内滑出。因此可考虑将键点焊固定，但是如此改进以后，电动门电机端轴与齿轮减速箱轴连接键的拆检、维护、更换均会损伤轴和连接键。

在拆检过程中，发现SEMPELL公司该类型阀门的电动头电机端轴中心留有一个Φ8的螺纹孔。咨询厂家答复，该孔是加工或检修时吊装固定吊耳用的，正常使用过程中无其他作用。因此为了保持阀门的完好性，同时解决连接键脱落的故障问题，决定采取以下改进措施。

(1)加工1个圆形挡圈，挡圈的半径大于r(r为电机端轴凹槽部位的半径)，但是小于R(R为电机端轴半径)，如图3所示。在挡圈中心钻Φ10的通孔，挡圈厚度6mm，采用普通碳钢板制作。

(2)利用电机端轴中心的螺栓孔与之配套的螺栓固定挡圈，并在挡圈前加1个垫片和1个弹簧垫，防止运行中螺栓松脱。

图3 主给水电动门电机端轴尺寸示意

该改进有以下优点：

(1)不用对阀门结构进行改进，方便可靠；

(2)可以在机组运行中进行改进，拆装简单；

(3)改进成本低，工期短。

4 结束语

主给水电动门无法动作事件发生后，该厂对所有此类SEMPELL公司的阀门进行了检查，并对存在同类风险的阀门全部进行了改进。自开展此项改进至今，未再发生电动门电机端轴与齿轮减速箱轴连接键脱落的事件，提高了机组运行的安全性。同时，该改进方案也得到了阀门厂家SEMPELL公司的好评，并决定在以后的阀门生产中采纳此项改进方法。

参考文献：

1 闻邦椿．机械设计手册[M]．北京：机械工业出版社，2010.