东汽600MW机组中压调门卡涩处理分析

薛江勇

摘要：本文以600 MW机组中压调门卡涩现象为例，分析卡涩原因，对全电调机组中压调节阀常见故障进行了归类，归纳成几种较为典型的故障，并提出了针对性处理方法和防范措施。

关键词：600MW机组；中压调节阀；卡涩

中压调门调节中压进汽量，也具有驱使危急遮断系统遮断的功能。在事故情况下中压调门不能迅速关断，存在转子飞车的重大事故可能性。在发展过程中，汽轮机主蒸汽、再热蒸汽进汽阀门已经不能满足容量大与高效率等的要求，要想机组能够安全、稳定的运行就要保证阀门开启与关闭的性能都非常灵活。针对这种情况，要及时发现并排除故障，这样才能保障机组运动时的安全与稳定。

一、中压调节阀卡涩

（一）基本现象

在阀门活动试验的时候，或者是机组停机打闸的时候，主要是依靠中压调节阀来调节其中的某一个阀门的位置。与之类似的故障还有恢复了调节阀油动机行程，机组的负荷会因此而发生一定的改变。

（二）故障分析及处理

通过研究可以看出，阀杆顶部与十字套间的垫环要无间隙接触，而这种要求不能满足的时候就会出现调节阀杆卡涩的现象，比如，实际安装中可能出现间隙大小不一样的状况，甚至还有机组垫环存在漏装的现象，这就可能造成机组大闸停机，主要原因是圆柱销出现问题，调节阀在负荷改变的时候承受一定的冲击，就会给圆柱销一定的剪切应力，进而出现断裂，那么螺纹止动的效力就不再起作用，气流干扰会让阀杆的一部分退出十字套，使得阀杆的长度发生变化。当大闸停机的时候，虽然调节阀不再是开着的状态，但是通过集控室可以发现调节阀还是处在某一个阀门的位置上，调门还有一定的开度，这是 一种假象。这些现象出现的原因主要有几个，一个是阀杆联结不再起作用，还有一个是油动机形成不能一一对应阀门位置。当这种现象越来越严重的时候，就会损坏阀杆跟十字套之间的螺纹，让阀杆不能再使用。我们可以根据具体的阀杆损坏是不是特别严重来确定修理措施，要么根据尺寸修配垫环，要么配作防转销，实在不行就只能更换新的阀杆。对于中压调节阀卡来说，可能出现的另一个现象是机组活动的时候，可能会改变调节阀的开度，当机组挂闸开启的情况下，这个时候调节阀还没有开启，就会导致汽轮机的转速发生变化，这样即使调门的开度恢复到原来状态下，阀后压力不会出现变化，机组负荷也不会出现变化。

二、常见故障分析

根据统计可以看出，比较常见的阀门故障是阀门卡涩，出现这种现象的原因有很多，比如伺服阀，外部机械结构如杠杆机构、弹簧，到阀碟等，不管哪一个环节出现问题都可能导致阀门卡涩，对机组的安全运行产生威胁，600MW及以上等级汽轮机阀门卡涩常见故障归纳分析如下。

（一）伺服阀卡涩

对于中压抗燃油液压调节系统来说，由于内部伺服阀等的间隙不是特别大，而且对油质清洁度有特别要求，要能够达到NAS5级或MOOG2级。在检修汽轮机之后刚开始运行的时候，很多时候会因为抗燃油的清洁度问题导致伺服阀卡涩。我们以当前运用较为普遍的流量控制伺服阀为例，一种是电液伺服阀，另一种是喷嘴挡板式电液伺服阀，第一种的最小尺寸是先导级喷嘴与挡板之间的间隙，另一种的最小尺寸在喷嘴的位置，前者直径约0.03到0.05毫米，后者直径约为0.2到0.4毫米，后者比前者在抗污染能力方面有了很大的提高。通常情况下，对于喷嘴挡板式电液伺服阀来说，在对抗燃油清洁度的要求方面为NAS6级，射流管式电液伺服阀为NAS7级。事实上，在选择伺服阀的时候，不论选择何种型号都要求抗燃油清洁度满足要求，这样才能保证伺服阀卡涩阀门正常运转。

（二）十字头连接失效

对于部分电厂来说，在试运或者投运中压调节阀的时候，机组停机打闸出现了阀门“卡涩”的现象，而远传以及就地显示所给出的反馈是阀门是存在一定的开度的，难以关闭到零位，此外，还存在另外的一种故障，就是机组在运行的时候调节阀的开度出现了变化但是机组负荷却没有任何变化。

一般来说移动调节阀油动机的时候，主要是通过杠杆机构带动十字头进行，两者联结用的是螺纹，十字头跟阀杆顶部之间会有相应的垫环设计，这个垫环是为了承载冲击载荷，这种冲击载荷是由停机打闸带来的，也有可能是承受机组折断带来的，用垫环还能够减少阀杆跟十字头连接处的螺纹的压力。圆柱销位于十字头跟阀杆之间，主要目的是让阀杆不再旋转。当我们开启调节阀的时候，通过调节阀杠杆机构带动十字头，中压调节阀在操纵座支架内能够进行向上的运动，跟十字头一起运动的还有阀碟。当我们关闭调节阀的时候，在弹簧的作用下，操纵座让十字头开始向下运动，与此同时，调节阀杆也随着向下运动，同时快速运动的结果就是关闭阀门。

（三）阀杆弯曲

在检修结束之后，600MW机组出现了中压调节阀卡涩的现象，通过调查看出是由于调节阀杆卡在了套筒中，导致其无法进行运作，我们利用相应的油压装置把阀杆强行的拉出套筒之外，检查看是否存在异常，发现套筒内部没有任何问题，閥杆跳动达到0.56毫米，这次卡涩出现的一个主要原因就是阀杆的弯曲。对于新的阀杆来说，只有跳动不超过0.05毫米才能允许出厂。在检修阀门的时候，根据具体的阀杆尺寸，对其跳动值最上限的要求也会不一样，但是一般来说，最大要求也不能超过0.15毫米，一旦超出这个数值就要进行备件的更换。让阀杆出现弯曲现象的原因有两方面：一方面是运行参数变化的太快使得阀杆出现了热变形，另一个方面是因为在外力的作用下使得弹簧力太大导致的弯曲。此外，还有一些电厂在出现卡涩的时候，并没有立即采取停机措施来处理问题，而是使用千斤顶来强行制动阀杆，也可能会让阀杆弯曲。

（四）异物卡涩

对于阀门异物卡涩来说，其异物主要出自三个方面：第一个方面是阀门前进汽管道内一些残留物没有清理干净；第二个方面是阀芯氧化皮脱落，第三个方面是阀门内部零件整体或局部断裂脱落。一般情况下，因为有中压主汽阀以及中压主汽阀滤网，那些比较大的残留物从阀门进入也不大可能，容易造成卡涩的原因主要是后两个方面。除此之外，那些从阀芯内部脱离的零件，其体积不是特别小，可能会卡在阀座中。

（五） LVDT故障引起的卡涩

当阀门位置反馈信号跟计算机输的阀门位置指令一样的时候，阀门就会在停留在一个特定的位置。从这能够看出在阀门伺服控制同路中，阀门位置反馈信号显得非常重要，这个信号是不是可靠跟闭环控制装置是否可靠有直接的关系。当单阀控制汽轮机的时候，LVDT故障产生的危害相对小点，而顺序阀控制汽轮机的时候，LVDT故障产生的危害相对大点。

三、预防措施

在阀门运行过程，要减少卡涩现象的出现，要从安装到检修等多个环节找问题，检查重点分为以下几方面：

（1）在安装新的阀门的时候，要认真检查与清理阀门，保证配件跟圖纸设计的要求相符，还要确认阀芯内部各紧固件松紧及敛缝防退出情况。在复装十字头结构的调节阀的时候要按照制造厂的原装配要求进行，看阀杆以及垫环等能不能满足设计要求，在复装防转销之前要确保阀杆完全拧入十字头。一旦发现错孔的现象，不能立即转动阀杆，要认真找出问题出现的原因，保证销子与销孔之间的间隙满足设计要求。

（2）新机试运或检修后启动前应进行油冲洗，抗燃油油质合格后方能投入抗燃油系统，避免伺服阀卡涩，同时应储备伺服阀备件，以便在出现卡涩时及时更换避免影响工期。

（3）机组启动、运行期间，为降低氧化皮生成速度，应尽量避免超温超压运行，同时应按照规程要求对中压主汽阀、中压主汽阀、中压调节阀每天进行一次活动性试验，每周进行一次全行程试验，对于中压调节阀每月进行一次全行程试验（需要负荷在75%额定功率以下）。

（4）正常情况下，每2年应解体检修高、中压主汽调节阀一次，清理氧化皮，复查阀芯各配合间隙并恢复至设计要求。部分电厂在检修时采用砂轮手工抛磨处理氧化皮，这种处理方式可能会将阀杆表面氮化层破坏，使得后续运行时氧化速度加快，建议可采用油石人工去除氧化皮。另外，由于高温氧化等因素，很多紧固件、销钉等只能采取破坏拆除的方式，电厂在检修前应做好充分的备件准备。

四、结语

高、中压进汽阀门是汽轮机高温、中压的关键部件之一，各电厂应严格按照制造厂的要求进行安装、运行、维护及检修，对阀门容易出现卡涩的故障点予以重点关注，防微杜渐，定期进行阀门活动性试验，一旦阀门出现卡涩等异常情况应立即查找原因，及时排除故障，以免重大事故的发生。

参考文献：

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