汽机高压调门断销事件的浅析

房 锦

（广东粤电集团茂名臻能热电有限公司，广东 茂名 525000）

汽机高压调门断销事件的浅析

房 锦

（广东粤电集团茂名臻能热电有限公司，广东 茂名 525000）

2014年9月23日，茂名热电厂#6机组发生一起由于#2高调门门杆销子断裂，调门反馈无法关闭到位，#6机组被迫申请停机的不安全事件。汽轮机运行中，一旦调门卡涩关闭不到位极有可能造成汽轮机超速事故的发生。经中调批准#6发电机与电网解列，经过历时十天的紧张检修与处理，10月3日，#2高调门缺陷处理完毕，#6发电机并网恢复正常运行。

高压调门；断销；汽轮机

1 引言

茂名热电厂 6号机是东方汽轮机厂制造生产的N300—16.7/537/537—8型，亚临界一次中间再热、单轴双缸双排汽、凝汽式机组；运行中本机组可以进行两种阀门控制方式的无扰切换。采用喷嘴配汽（部分进汽）：高压部分共有 4个调节阀，对应于4组喷嘴，4组喷嘴汽道数均为37只。当I、II号调节阀阀杆开启到39.2mm时，III号调节阀开始开启。当III号调节阀阀杆行程达到39.2mm时，IV号调节阀开始启动。采用调节配汽（全周进汽）：高压部分 4个调节阀根据控制系统的指令按相同的阀位开启，对应于4组喷嘴同时进汽。

2 事件概述

2.1 事发经过

2014年9月23日11:35分，#6机组负荷260MW，机组运行方式为机、炉协调运行，AGC在投入状态，汽机阀门控制方式为顺阀，即采用喷嘴配汽（部分进汽）。在操作员站CRT突发“伺服阀系统故障或阀门卡涩”报警信号，机组负荷出现较大的波动（幅度约30MW)。运行人员立即检查汽机调速系统，发现#1、#2高压调门开度波动大，而当时AGC负荷指令并无波动。为稳定机组运行，运行人员申请退出 AGC缓慢降低机组负荷运行。减负荷过程中，#1、#2高压调门开度波动大，且负荷及机前压力均有较大幅度波动。值长下令，退出#6机协调控制，机组切至手动控制方式,以此来稳定负荷及机前压力。机组在手动控制方式下、无任何操作指令的情况下#1、#2高压调门开度依然波动较大，负荷及机前压力均随之波动。

2.2 事件处理

为检查高压调门的运行状况,值长令做#6机组高中压调速汽门全行程活动试验，试验中发现#2高调有卡涩现象，DCS给出的调门开度指令到0，但CRT反馈调门卡在19.2%（约36mm）的位置,就地检查现该调门离全关位置尚余约36mm，其余调门开关情况正常，再次进行调门全行程试验结果仍与上述情况一致。

运行操作员采用全行程活动试验方式，将#6机#2高调阀门指令关到零（就地反馈仍为36mm），汽机检修人员就地关闭#2高调进油门，#2高调仍无法关闭。重新开回#2高调EH油进油门，重新复位#2高调门，#2高调恢复与#1高调一致开度，且依然处于较大波动状态。

此后,运行操作人员重新活动#6机#2高调门三次，仍然无法关到零位。汽轮机运行中，一旦调门卡涩关闭不到位极有可能造成汽轮机超速事故的发生。经报公司领导批准，向中调申请停机处理。

机组停止运行后，汽机检修人员解开#2高调门油动机传动杆与阀门杠杆的传动销，油动机活塞下移，但#2高调门门杆不动，仍停留在开度为19.2%（36mm）的位置上，初步判断油动机侧设备正常，调节控制系统也正常。那么问题主要集中在#2高调门本体、门杆及其连接操纵部件上。

汽机检修开出《#6机组#2高压调速汽门解体检查》工作票，开始#2高调门抢修工作。

10月3日抢修工作结束，汽机检修押回“#6机组#2高压调速汽门解体检查”工作票，运行人员做#6机#1、2、3、4高压调速汽门全行程试验，做#6机调速系统静态试验，试验结果均已正常。#6机组开机，汽机定速3000r/min,做充油试验合格，做调速汽门严密性试验合格后，并网恢复正常运行。

3 简要分析

3.1 检修过程分析

检修人员拆出#2高调门及其操纵座后，发现门杆的止动销子断为三段，断口呈锥形。门杆上的销孔与十字套上的销孔不对应（见示意图1），从十字套上的销孔看不见门杆上的销孔，说明门杆已经旋出，这样就使门杆相对加长，使调门在实际是全关的情况下，开度指示仍处于有一定开度的位置上。用手转动调门门芯，使门杆与十字套分离，抽出门杆，发现门杆上的销孔呈椭圆样，说明门杆已能在汽流的作用左右转动，且已很长一段时间，与止动销子锥形断口相应。

图1 门杆与十字套的连接示意

3.2 事件原因分析

该设备出厂总装时要求：在调门全关状态下，配准调整垫块的厚度，使阀杆顶部与调整垫块完全接触（见图1），保证十字套销轴中心线与操纵座下端面的距离为 372mm，再配铰门杆和十字套的销孔。从这要求可以知道，门杆旋入十字套后，要求螺丝有一定的预紧力，销子锁定门杆，防止转动，保证预紧力一直存在。由于预紧力的存在，门杆不能转动，销子不受水平方向的剪切力。当阀杆顶部与调整垫块完全接触，且有一定预紧力时，机组打闸时产生的垂直向下的冲击力通过调整垫块、门杆，传递至阀座，期间销子不受垂直向下的冲击力。

＃6机组于2014年5月1日～7月20日进行大修及综合升级改造，在高压调门设备装复时，安装检修人员未能将阀杆与调整垫块顶紧，导致螺丝的预紧力很小，阀杆顶部与调整垫块及调整垫块与十字套内孔之间存在一定间隙，调门波动或机组打闸时产生的垂直向下的冲击力将由销子传递至门杆，再由门杆传递至阀座，同时，由于螺丝的预紧力很小，阀芯在汽流冲击的作用下，将发生微小的转动，此时销子受水平方向的剪切力。由于销子较小，在受到这二种交变作用力的长时间作用后，将象反复折铁线一样，销子将发生折断，断口呈锥形。这是此次销子断裂的主要原因。

本次#6机组大修后由广东电科院专家做阀门特性流量试验，经试验计算得出新的阀门流量特性曲线，在阀门流量为99.85%～100%区间时，对应的阀门开度指令为57.63%～100%（相对应的机组负荷区间大约为 260MW～280MW）（见图 2），本次波动时CV1、CV2阀门(即高调1、2)流量指令即在99.85%以上小幅调整，导致阀门指令在57.63%～100%范围大幅波动。阀门本身的流量特性是此次销子断裂的次要原因。

图2 高调门流量特性曲线

调门门杆与十字套之间的连接方式存在设计缺陷，门杆无独立的螺母固定，门杆的固定完全依靠与调整垫块的预紧力，而该预紧力厂方图纸无明确要求，完全须凭经验调整预紧力。由于检修安装经验、水平参差不齐，#2高调门复装时阀杆与调整垫块未顶紧，阀杆预紧力不足，致使定位销承担了部分阀杆垂直方向的剪切力，并最终导致销子发生折断。

4 整改措施

根据以上分析总结，为防止类似事件再次发生，做出如下几点检修整改措施以及运行防范措施：

（1）更换#1、2高调门销子，并按规范要求调整阀杆上部调整垫块的厚度，通过与厂家联系、沟通、确认，确保阀杆足够的预紧力，使阀门开关的垂直方向剪切力全部通过阀杆端部的螺纹传递，从而避免销子承受垂直方向的剪切力。

（2）扩大检查另外几个高调门，如发现类似情况及时消除。

（3）加强大修施工过程监管，严把安装质量关，关键节点必须严格执行三级验收制度。

（4）优化阀门流量特性曲线，减少机组阀门流量指令对应的阀门指令大幅波动的情况区间。

（5）通过加强对运行值班人员的专项培训，使运行值班人员熟知#6汽轮机调门的性能特点，通过采取调整主蒸汽压力偏置、切换 DEH至手动控制方式、申请适当调整机组负荷等手段来避免调门大幅波动情况的发生，从而减轻机组运行中调门门杆所受到的冲击力。

[1]东方汽轮机厂.300MW 机组汽机本体设备说明书[M].四川:东方汽轮机厂,2013.

[2]茂名臻能热电有限公司.300MW 机组汽机运行规程[M].广东:茂名臻能热电有限公司,2012.

The brief analysis of break off event of HP governing valve of steam turbine

In September 23, 2014, an unsafe incident of the dowel to the #2 high-pressure governing valve broke,the valve cannot be closed feedback, and the #6 was forced to apply for units shutdown in Maoming power plant. In the operation of steam turbine,Once the governing valve closure is not in place there is very likely caused by turbine overspeed accident!By central dispatching station the approval,the #6 generator split from the electricity grid.After intense maintenance and treatment lasted ten days,In October 3rd，the job to repair #2 high-pressure governing valve finished,and the #6 generator restore normal operation .

High-pressure governing valve; dowel broke; turbine

Q423.01

A

1008-1151(2015)05-0066-02

2015-04-13

房锦（1981－），男，广东粤电集团茂名臻能热电有限公司电力运行工程师，从事300MW汽轮发电机组运行工作。