汽轮机高排逆止阀故障案例分析

顾渊

摘要：汽轮机高压排汽逆止阀是保护汽轮发电机组的专用快速关闭阀门。是保护汽轮机机组的重要辅机设备。本文通过高排逆止阀故障案例分析，对高排逆止阀的结构，运行中遇到的问题进行了解析，解决相关阀门卡涩故障的问题。

关键词：高排逆止阀； 故障案例；卡涩

中图分类号：TN03 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2019）04-0091-03

Abstract：The high-pressure exhaust check valve of steam turbine is a special fast-closing valve for protecting turbogenerator units. It is an important auxiliary equipment for protecting steam turbine units. In this paper， through the case analysis of high-row check valve failure， the structure of high-row check valve and the problems encountered in operation are analyzed to solve the problems of valve jamming.

Key words：high-row check valve failure case jam

引言

汽轮机高压排汽逆止阀是保护汽轮发电机组的专用快速关闭阀门，是为了防止汽轮机机组在突然甩符合时汽轮机内的压力突然降低，再热器冷端蒸汽或者带有的水蒸汽倒流进入汽轮机内；以及用于配合汽轮机的启动方式，如高压缸启动、中压缸启动等等。某电厂#1机组两台高排逆止阀在停机时期多次发生设备无法关闭，阀杆处于卡涩状态。技术人员从阀门构造入手，分析多次阀门出现卡涩的原因，归纳阀门解体检查后出现的安全隐患缺陷，总结经验教训，提出相应的防范措施，为机组高排逆止阀出现相同类型的问题时，积累相关经验，同时为同类型阀门出现问题，提供相关参考方案。

1 机组概况

某电厂#1机组汽轮机型号为N1030-25.0/600/ 600，是由东方汽轮机有限公司生产制造的1000MW、超超临界、一次中间再热、冲动式、单轴、四缸四排汽、双背压、八级回热抽气、冲动凝汽式汽轮机。主蒸汽通过两个高压主汽阀以及高压调阀进入单流的高压缸作功后，从高压缸下部的两个排汽口通过高排逆止阀，最后汇合后进入再热器。蒸汽经再热器后，通过两个中压调阀及中压主汽阀进入双流的中压缸作功，再由中压外缸的顶部的中低压联通管进入两个双流的低压缸。

2 设备简介

汽轮机高排逆止阀主要由阀体、活塞式汽缸、气源控制管路等部分组成。它的控制是由操作员在控制台上操作，经过DCS系统处理发出指令到高排逆止阀就地的电磁阀，使电磁阀带电和失电，控制压缩空气进、出气缸来推动活塞开关阀门。

高排逆止阀的作用一共总结如下

第一、在汽轮机甩负荷时，高排逆止阀关闭，防止冷再管倒汽进入汽轮机引起汽轮机超速。

第二、在机组甩负荷时，高排逆止阀关闭，高压缸通风阀开启，通风管路使高压气缸处于真空状态，以防止高压缸后几级部件超温。

第三、在高排逆止阀后管内积水的情况下（开停机时疏水不畅、在高加满谁保护失灵的情况下，高加漏水进入冷再管、再热器的减温水等）关闭高排逆止阀，阻止这些水从高压缸排汽端进入汽轮机。同时在冷再管上的高排逆止阀前后，各装有排往凝汽器背包式疏水扩容器的电动疏水阀，作为汽轮机开停机时疏水使用。

某电厂#1机组的高排逆止阀采用的是德国Dewrance气动止回阀，弹簧回复式气动执行机构配有一个电磁阀控制进气管路开关，电磁阀得电时远程可以操作，失电时阀门快关。该阀门只有开关两位信号，不具备调节功能。

正常运行时电磁阀得电（气缸进气）压缩弹簧，带动阀杆上移，此时仍维持着阀芯自重关闭的功能。紧急、事故状态下电磁阀失电（气缸排气）弹簧紧力带动阀杆下移，推动阀芯与阀座密封面接触，从而使逆止阀关闭，切断管道内汽源。停机后当正向的流量终止时，阀门可自如的关闭。作用在阀芯的重力使阀门在瞬间从全开到全关位置，此时远操阀门关闭可确保阀位全关且不会自行开启。

3 故障案例分析

2018年9月底，#1机B高排逆止阀在机组停机时期出现阀门卡涩，无法关闭现象，对机组有严重的安全隐患。技术人员当即前往现场查看情况，现场症状表现为在操作人员在DCS上发出关闭指令时，同时现场检查，阀门气动执行机构无任何动作，阀杆没有下移，关闭的趋势。在经过技术人员初步检查，发现阀门气动执行机构存在阀杆处有严重的卡涩状况。

技术人员分析造成气动执行机构关闭动作卡涩的原因可能如下：

（1）由于此阀门开机状态下阀杆不动作，且设备长期处于高温状态 ，阀杆与阀门导向套密封套圈配合间隙较小，易导致阀杆卡涩。

（2）阀杆处氧化皮堆积。正常运行时，阀门处于常开位置，此时阀杆、导向套之间间隙很小，易因氧化皮堆积而造成卡涩现象。

（3）气动执行机构行程调整不当。气动执行机构开度偏小，使阀杆上移不到位，管道内汽压增大，阀芯自行开启时与阀杆相撞，造成阀杆与导向套卡涩。气动执行机构关度偏小，使关闭阀门时阀杆没能与阀芯接触或预紧力不足，特殊工况下，阀芯摆动与阀杆产生撞击，造成阀杆与导向套卡涩。

（4）活塞环卡涩。解体检查时发现，气动执行机构内气缸活塞坏卡涩时，也会引起气动执行机构关闭动作卡涩。

（5）气动执行机构内气缸阀套、丝杆、格兰套内部长期保持开启状态，内部可能生成氧化皮，造成需要关闭的时候，无法关闭的现象。

4 故障处理

技术人员利用检修工艺对气动执行机构解体，根据分析的相关原因，检查相关部件，对阀套、丝杆、格兰套等进行去垢，消除阀杆与阀套卡涩情况，取出相关零部件后打磨抛光至合格尺寸和光洁度，随后进行装复，然后通过调试阀门现开闭正常。

5 防范措施

经过多次对此阀门检查与检修经验所得，技术人员总结了多条预防阀门卡涩的经验所得：

（1）由于高排逆止阀在运行中长期保持开启状态，阀位一直在全开位，常年不动，很容易造成阀体内部卡涩，故需将高排逆止阀列入定期检修计划，定期（一般为两年）进行解体检查阀体情况；

（2）每次停机后都应该对阀门执行机构进行多次开关，确认执行机构无卡涩。

（3）运行中，定期检查高排逆止阀气动执行机构进气严密性，防止因漏气引起弹簧压缩力不足，阀杆下移的现象发生。

（4）由于高排逆止閥在长期运行中，设备长时间高温状态，故相关部件可能会出现少量变形，故相关配合间隙，应相应放大一些，防止阀杆卡涩。

6 结论

高排逆止阀作为汽轮机机组的重要辅机设备，在生产运行中启着至关重要的作用。本次这个案例对舟山煤电的高排逆止阀故障进行了深入的探讨与分析，同时对发生卡涩的阀门执行机构进行了处理，调试后达到了满意的效果，总结了相关的检查经验。本次对高排逆止阀的故障的处理对今后公司同类型的阀门故障分析有着一定的借鉴意义。