某电厂小机进汽切换阀频繁故障原因分析及处理

2015-04-24王辉李永俊

综合智慧能源 2015年10期

王辉，李永俊

（广东大唐国际潮州发电有限责任公司，广东潮州 515723）

1 设备概况

某电厂1000MW机组给水系统采用2台100%容量汽动给水泵，配套小机进汽来源分为低压汽源和高压汽源。低压汽源来自辅汽、四段抽汽，高压汽源来自冷再热蒸汽，机组正常运行时采用低压汽源供汽，当机组快速升负荷而使给水流量快速增加时，高压汽源切换阀迅速开启，给小机供汽保证给水流量满足系统要求［1-3］。

高压汽源进汽切换阀与小机共用一套抗燃油系统驱动，油源使用抗燃（EH）油；整套系统具有超速保护（OPC）、快关等功能；就地设置控制柜可实现就地、远方操作，电磁阀采用比例伺服阀，油缸单向进油，靠弹簧力关闭。

自2010年机组投产以来，小机高压汽源进汽切换阀经常发生自动开启、关闭不到位，卡涩，漏油着火等异常故障，具体见表1，表中：DCS为分散控制系统；MEH为数字电液控制系统。

2 原因分析［4-9］

对小机进汽切换阀频发缺陷统计分析，发现主要有以下问题。

（1）小机高压汽源进汽切换阀为厂家第1代产品，产品设计复杂，每台切换阀均配备了就地控制系统，故障率高，常出现无指令状态下自动开启的问题。

（2）原产品设计的弹簧力矩较小，当阀门开启后，盘根稍紧时阀门即无法关闭；厂家要求对盘根加润滑油，降低摩擦力，但此阀门为低温再热蒸汽供小机高压进汽阀门，进汽温度高达480℃，加注的润滑油会很快炭化，根本无法起到润滑作用。

表1 典型缺陷

（3）油缸堵头密封采用了复合垫密封，可靠性不高，而系统EH油压力高达12MPa，经常发生渗油现象。活塞杆动密封采用了一道YX密封圈，但油缸安装在阀门的正上方，距离阀门本体较近，长期在高温下烘烤极易发生泄漏起火事故。

（4）油缸采用单向进油，原设计油缸提升力、弹簧力等不匹配，经常发生阀门关闭到4%～6%时出现卡涩，导致阀门在微开状态，造成阀门阀芯、阀座冲蚀。

综上所述，此阀门存在弹簧力、油缸提升力不匹配，盘根太紧，阀门无法关闭，密封选择不合理，经常渗油、容易起火等重要缺陷；就地控制系统可靠性差，导致阀门经常无故开启，给系统安全运行带来重大隐患。

3 升级改造方案［10-11］

（1）针对控制问题，取消就地控制系统，将原比例电磁阀更换为主机所使用的伺服阀远方控制。该系统中设置有自动保位阀，阀门在全关位能有效锁定阀门当前开度，无论是在伺服阀内漏还是在控制系统断电等情况下，都能使阀保持在当前开度。

（2）针对弹簧力矩不足的问题，将油动机改为双向进油、系统改为双控系统后，阀门在关闭过程以油缸作用力为主、弹簧作用力为辅。采用此系统可以克服弹簧作用力小的问题。阀门打开时，油动机下腔进油克服弹簧力打开；阀门关闭时，油动机上腔进油和弹簧力同时作用关闭阀门；原弹簧不取消，即使油动机上腔不进油时也可像未改造前的油动机一样利用弹簧力关闭阀门。

（3）针对密封问题，将原复合密封更改为直接采用氟橡胶O型圈密封，活塞杆密封采用双道YX密封圈，增加密封的可靠性。

（4）油动机设置保位阀、快关电磁阀、伺服阀、止回阀、快速遮断阀等。阀门正常调节时通过伺服阀调节，伺服阀调节时，保位阀必须跟着同时动作。快速关闭电磁阀动作，使快速遮断阀动作，油缸无杆腔进油，阀门在油缸与弹簧力同时作用下，使阀门在0.5 s内快速关阀。

4 效果分析

2014年5月，小机进汽切换阀按上述方案改造完成2台，改造完成后进行了动态调试。调试发现，阀门指令与反馈跟踪良好，未再发生改造前反馈与阀门指令偏差大的现象，并且一次关闭到位，未再发生改造前存在的关闭到4%左右时常出现卡涩的问题。

机组在2014年6月份启动带负荷166MW时，A小机进汽切换阀打开约50%，从A小机进汽切换阀指令与反馈曲线对比情况可以看出，阀门指令与反馈跟踪良好，阀门开关灵活，未发生卡涩、盘根漏汽等问题。机组运行至今，改造完成的2台切换阀未再出现自动开启及油缸漏油、阀门关闭不到位等问题，改造之前存在的问题全部消除，改造效果良好。