关于降低汽轮机抽气逆止阀试验故障率的研究

汪文耀 李树玲 王鲁宁

【摘 要】本文主要以昌江核电站1#机组为例，介绍了核电厂汽轮机抽汽逆止阀的一种故障形式。笔者详细描述了团队针对故障开展的调查、分析、制定对策并实施的一系列过程，为其他电厂抽汽逆止阀的故障处理提供思路，以供参考。

【关键词】汽轮機;抽汽逆止阀;故障率

一、抽汽逆止阀功能介绍

抽汽逆止阀是汽轮机的配套设备，安装在去往加热器的抽气回热管道上;防止在汽轮机停机时，加热器或抽气管道内的蒸汽返回汽轮机引起汽轮机超速。抽汽逆止阀上部为气动执行机构，包含过滤减压阀、电磁阀、气缸、压力表等组件;下部为机械执行机构，包括气动压杆，阀瓣，挡块、反馈连杆等。

抽汽逆止阀防止在汽轮机停机时，加热器或抽气管道内的蒸汽返回汽轮机引起汽轮机超速。其不可用将对汽轮机的安全稳定运行有着重要影响。因此，电厂每月针对抽汽逆止阀都有定期活动试验，确保其功能可靠。

二、故障调查与诊断

昌江核电1#汽轮机共有13台抽汽逆止阀。2018年1-6月海南核电抽汽逆止阀故障总次数为31次，每月平均故障次数为5.2次/月，平均每月故障率39.74%。为了降低汽轮机抽汽逆止阀故障率，笔者小组团队围绕如何降低汽轮机抽汽逆止阀故障率，开展了一系列调查活动。

通过调查得出，我厂1号机组抽气逆止阀故障的症结为限位开关实际未触发。小组针对该症结，利用头脑风暴的分析办法，找到了10条可能的末端因素，分别为：1.限位开关未正确安装;2.阀杆变形;3.阀杆锈蚀;4.气路漏气;5.机械连杆长度不足;6.指令与反馈接线不正确;7.限位开关损坏;8.电磁阀损坏;9.气源未调至合适压力;10.机械连杆松动。

小组采取现场调查、试验和分析等方法，针对抽汽逆止阀故障率高的10个末端因素进行了逐个验证和确认，最终确定了如下两个要因：

1.阀杆变形;小组联系运行人员对阀门进行操作和确认，检查阀门动作情况，发现阀门1AHP009VV的阀杆卡涩，无法达到预定的全开和全关位置以触发反馈信号。经解体检查发现，阀杆与阀瓣挡块变形，阀杆弯曲。经分析，阀杆与阀瓣挡块可接触面积小，关闭过程中阀杆以较小面积较大力量作用在阀瓣挡块上，打偏打弯，挤压变形，造成阀门卡涩。

2.机械连杆长度不足：经现场测量，1AHP006VV与1ABP003VV阀门机械连杆分别为6.10CM和6.40CM，低于7-9CM的正常标准。在每次阀门动作时，机械连杆与反馈部件的摆臂在转动至某一特定角度会脱离，使得限位开关不能正常触发。

三、对策制定与实施

针对要因一阀杆变形，小组提供了如下解决方案：

1.加粗阀杆，矫正挡块：将阀杆规格由φ17mm换成φ25mm，同时将被打偏的挡块校正回原始形态，以增大接触面;

2.缩短试验动作时间以减弱阀杆与挡块的碰撞冲击：对13个阀门各增加阀杆活动试验按钮，点击试验按钮将触发200mS的脉冲，使得阀门关闭约1/2，以达到阀门活动试验的目的。

针对要因二机械连杆长度不足，可通过更换足够长度的机械连杆来解决，使得连杆在转动至任意角度均能与限位开关的摆臂充分接触。经由小组讨论并经技术变更会议论证，确定以上方案均可行，同步实施。

小组在大修期间按上述对策对阀门进行了部件及试验逻辑的改造，结果确认如下：

1.加粗阀杆，矫正挡块：检修人员将阀门解体，将阀杆的规格由φ17mm换成φ25mm，同时将被打偏的挡块校正回原始形态。单体测试表明，阀杆抗弯性能显著提升，阀杆与挡块的接触面较之前约增大了一倍，有效地减少了冲击时挤压变形的可能性。

2.缩短试验动作时间，减弱阀杆碰撞冲击：小组技改实施人员对每个阀门各增加活动试验按钮，在每月一次的定期试验中，将原来的阀门全行程动作试验改为阀门半程活动试验。由操纵员在主控画面按下阀门试验按钮，触发200mS（0.2S）的关命令，电磁阀动作，阀门失气0.2S，就地观察阀杆下插0.2S后迅速提升，实际动作的行程缩短至约全行程的1/2，未达到全关位置，避免了阀杆与阀瓣挡块在全关位置发生碰撞挤压。同时验证了阀门的可用性，避免了在机组正常功率运行执行定期试验期间出现卡涩现象。达到对策目标。

3.更换足够长度的机械连杆：我们将连杆更换成长度为7.5cm的新连杆，测试结果显示：机械连杆在转动至任意角度均能与限位开关的摆臂充分接触，在阀杆及阀瓣动作到位的前提下，限位开关均能正常触发。

四、效果检查

小组收集了2019年3月-8月的试验数据，如下表：

由上表可以看出，2019年3月-8月总故障次数为2，其月平均故障率已由39.74%降低至2.56%，而由症结（限位开关未触发）导致的故障率为0，改造成果非常显著。

五、结束语

本次改造活动提高了设备运行的可靠性，降低了抽汽逆止阀月度定期试验中阀门的故障率，减轻了维修部门的压力，为机组安全稳定运行提供了有力支持，为昌江核电2号机组及其他电厂同类问题的处理提供了参考。

作者简介：

汪文耀，工程师，维修处，现从事核电厂汽轮机控制系统、全厂数字化控制系统等仪控运维工作。

李树玲，工程师，设备管理处，现从事核电厂常规岛及BOP设备管理工作。

王鲁宁，工程师，设备管理处，现从事核电厂核岛设备管理工作。

（作者单位：海南核电有限公司）