某厂330?MW汽轮机高压调门通流改造后定位销断销原因分析及解决措施

陈喜发

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.14.120

摘 要：某厂330 MW机组在通流改造后因检修工艺问题发生两次#2高压调门定位销断销事件。该文从调门的波动现象出发，通过深入分析各参数，认为调门为检修工艺问题导致定位销断销并经现场拆检得到证实。先后采取抢修和改造两种措施，最终消除了调门定位销断销的故障，对处理同类型的异常和故障具有较好的参考价值。

关键词：调门 定位销 断销 参数分析 改造

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（b）-0120-03

某厂330 MW机组为东方汽轮机厂N330-16.7/537/537型（合缸）亚临界一次中间再热、单轴双缸双排汽凝汽式机组。机组配汽方式采用调节配汽（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。机组于2007年5月投入，2014年5月1日至7月20日进行大修及综合升级改造，2014年8月11日20：00完成机组大修后满负荷168 h试运行，但分别在2014年9月23日和2015年1月17日发生两次#2高调门卡涩销子断开事件。

1 事情经过

2014年9月23日7：50机组开始加负荷，AGC投入，指令252 MW，10：36#1、2高压调速汽门开始波动（负荷指令），从55%摆动到85%，至11：04开始波动从55%至100%，运行人员10：50设压力偏置，从-0.1MPa一直设至-0.5 MPa，11：14#1、2高压调速汽门全开不摆动，11：22#1、2高压调速汽门又开始摆动，11：31运行人员退出AGC，机主控退手动模式。12：39做调速汽门的全行程试验，发现#2高压调速汽门关不到位，连续做了两次试验，卡在19.2%（36 mm）。

2 事情原因分析

2014年9月23日机组在7：50开始加负荷，负荷加至260 MW后负荷指令在240 MW与260 MW之间波动，调门波动较平稳，10：36#1、2高压调速汽门开始摆动，从表1可知10：17，机组负荷从260 MW下降至223 MW，此时可发现其调门的开度比8：57负荷238 MW的开度还大（40%上升至43，且负荷少15 MW），可判断此时开始#2调门开始落座（实际情况是#2调门的门杆与其上部连接部件的销子已断，调门门芯在汽流的冲击下旋转带动门杆转退出与其上部连接，但不完全脱离仍然与上部连接，只不过是调门的门芯向下移动，即#2调门的实际开度不是反馈所显示的值）。从表1可知，11：40的负荷222.3 MW，其调门的指令已是54%，比10：17的43%更严重，因此其摆动幅度更大。这是因为机组在协调方式运行，且负荷刚好在#1、2调门开度的上部，由于高调门的流量特性，其开度在60%～100%之间的流量特性曲线较陡，因此在此负荷下调门指令刚好是55%，此时若要加负荷，CCS根据调门流量特性曲线计算的负荷流量发指令开调门，由于该段的调门流量特性曲线较陡，加上#2调门已落座（调门按CCS指令开时其调门流量特性曲线已不在较陡的开度上），#2调门按CCS指令开调门，其开度所增加的流量与CCS计算出的流量不相符，比CCS计算的流量大，所以，此时开大调门，加负荷的速率一定大，CCS控制系统会产生超调，CCS控制系统超调后又会发指令关调门，基于#2调门开度与实际不相符，关调门后CCS控制系统还是会超调，CCS控制系统超调后又发开调门的指令，而且反复，就产生了上述#1、2高压调速汽门的连续波动，从调门活动试验的历史趋势图（图1）可知，当作#2调门活动时，#2调门从29%关至19%时（显示值），其他3个调门开度没有变化，此时可判断#2调门有落座的可能。（实际上为：#2调门门杆与上部连接的定位销子先断，由于调门门芯的汽流冲击产生旋转，使#2调门的逐渐落座，#2调门落座后，负荷刚好在调门特性曲线较陡的开度上就会产生调门摆动（CCS协调方式下））。

事后在机组停运后由检修人员拆开#2高调门及其操纵座后得到证实。拆开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，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2）。

3 解决措施

（1）在第一次断销事件发生后，施工人员进行现场抢修，重新进行高调门的调整、安装，但由于抢修过程中仍未能按施工规范要求将阀杆与调整垫块顶紧，导致螺丝的预紧力很小，使定位销承担了部分阀杆垂直方向的剪切力。这导致在2015年1月17日再次发生#2调门卡涩销子断开事件。事件的参数和现象与第一次基本一致，在此不再表述。

机组在原因比较明确的情况下，做机组调门严密性试验合格的情况下暂时采取强制#2高调门关闭，机组利用#1、3、4调门采用单阀方式运行。

（2）介于调门门杆与十字套之间的连接方式设计存在不足，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，而该预紧力图纸无明确要求，需凭经验调整预紧力，国内同类型机组已有多台机组发生同类的断销情况，决定通过改造连接方式克服这种设计上的不足。改造后的结构设计为（图3）：阀杆上端设计成一定角度的锥体，与锥形衬套配合为一体，用圆螺母牢固锁紧后再加装一带槽锁紧圆螺母将圆螺母锁死，防止圆螺母可能发生的松脱。完成上述装配工作后将锥衬套连同阀杆装入十字头并用6-M20六角圆柱螺钉联接成一体。

此结构与原设计相比较，阀杆与十字头无直接连接关系，原设计的拆卸弊病不可能在该结构上发生；拆卸、维修方便，只需拆除连接螺钉，便完成了十字头与阀杆的分解工作。阀杆与衬套的分解，卸掉上端螺母后，便可取下襯套。对用户检修来讲无任何后顾之忧。该设计结构巧妙利用内外锥面紧密配合的自锁原理，有效地抑制了阀杆因汽流扰动所产生的不规则颤动，大大增强了调节阀工作的稳定性。

4 结语

汽轮机调门作为汽轮机进汽的调节机构，直接影响汽轮机的调节性和安全性能。特别是机组进行升级改造或者大修过程中容易发生检修工艺引起的各种故障。该文从运行中调门的波动现象出发，通过深入分析各参数，分析出高压调门故障的根本原因并经现场拆检得到证实。先后采取抢修和改造两种措施，机组利用停机调峰机会进行改造，最终消除了调门定位销断裂的故障。为掌握机组检修工期主动性、改造方案设计和备品备件准备赢得了充足的时间，对处理同类型的异常和故障具有较好的参考价值。

参考文献

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