330MW汽輪機組中壓聯合汽閥調節閥桿漏汽處理淺析

李澤明

摘要：中電荔新電廠2×330MW機組均采用東方汽輪機廠生產的CC330-16.67/3.5/1.0/538/538型單軸雙缸雙排汽一次中間再熱雙抽供熱凝汽式汽輪機。文章針對東方汽輪機廠生產的330MW中壓聯合汽閥調節閥桿漏汽的現象，對泄漏的調節閥體進行解體檢查，并采取相應的處理措施，通過發現設備異常及技術分析，找到解決閥桿漏汽問題的方法，徹底處理好門桿漏汽缺陷。

關鍵詞：汽輪機組；中壓聯合汽閥；調節閥桿；門桿漏汽；磨損 文獻標識碼：A

中圖分類號：TK264 文章編號：1009-2374（2017）08-0192-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.08.094

近年來，330MW汽輪機組在我國大部分電廠生產中得到了廣泛應用，然而某些330MW汽輪機組在投入運行一段時間后中壓聯合汽閥調節閥桿出現漏汽跡象，且閥體內部出現一些異響等問題，其中中壓聯合汽閥調節閥桿漏汽現象較為嚴重。因此，結合自身的工作實際情況對中壓聯合汽閥調節閥桿出現漏汽問題的原因進行分析，并提出了針對性的處理方法和防范措施。

1 中壓聯合汽閥簡介與工作原理

330MW中壓聯合汽閥由中壓主汽門和中壓調節汽門置于同一殼體內，其結構分為閥體和執行機構兩大部分，聯合閥體由閥座、閥碟、曲臂、閥桿、閥桿套筒、密封環等部件組成，其開關動作是由油動機和彈簧推動曲臂轉動實現的，再熱主汽閥油動機與油動遮斷閥油動機同時受到安全油控制。當關閉油動遮斷閥時，將會建立安全油壓，關閉卸載閥，以完成油動機的準備工作，在壓力油作用下機組的汽閥開啟，非傳動端汽室內逐漸建立起壓力，直至與再熱蒸汽壓力相同，而傳動端處于大氣壓下，在壓差作用下，門軸被推向傳動端，密封環貼合，將再熱蒸汽密封隔離。待安全油壓力達不到要求時，卸載閥將會自動打開，并與回油管路相連通，此時油動遮斷閥處于開啟狀態，使汽室與凝汽器相連處于真空狀態，在大氣壓力作用下轉軸被推向油動遮斷閥端，使密封環脫開，閥門操縱座在彈簧緊力作用下迅速關閉中壓主汽閥。

由于330MW汽輪機組中壓主汽閥主要是依靠閥桿外套筒內的密封環進行密封。與此同時，在330MW汽輪機組聯合主汽閥閥桿內部設有2段密封裝置，其中一段的密封裝置與自密封系統母管相互連接在一起，另一段閥桿漏汽密封裝置與汽封加熱器相連接。

2 漏汽處理及原因分析

2016年03月06日#2機A側中壓聯合汽閥調節門桿位置發生漏汽，調節汽閥開度為100%，現場檢查汽流聲較大閥桿全開位無卡澀現象，針對調節汽閥門桿漏汽缺陷進行初步技術分析，判斷閥桿密封磨損間隙變大導致漏汽，因運行中不具備閥門解體處理條件，策劃閥桿漏汽問題于#2機組C級檢修時處理并采購原廠相關備件。

#2機組C修期間于11月25日將A側中壓聯合汽閥調節閥進行解體檢修，檢查發現A側中壓聯合汽閥調節閥桿及閥桿套筒內孔有磨損，經測量調節閥桿與密封環間隙為0.72mm，超過標準0.50mm的要求，更換調節閥桿、閥桿套筒、密封環和阻汽套等損壞部件，檢查閥蓋與閥體結合面接觸良好，用鋼絲刷清理各部件除垢及用油石磨去高溫氧化層后涂上二硫化鉬，清理閥套內積垢，檢查閥芯密封線并涂紅丹檢查閥芯與閥座接觸密封面良好，將閥芯組件逐步起吊回裝完畢，12月16日15∶00#2機組啟動#2A側中壓聯合汽閥調節汽閥試驗動作靈活不漏。

11月25日#2機A側中壓聯合汽閥調節閥桿解體后專業內探討分析漏汽原因，機組停運后對聯合汽閥油動機進行檢查，活塞卡澀不能自由活動，因此不考慮油動機出現異常問題。調節閥解體后發現閥桿變形嚴重并有刮痕，閥桿套筒內孔磨損，推斷閥桿與閥桿套筒在運行中有碰磨。使門桿與密封環配合間隙超出標準值0.22mm，導致閥桿密封環和阻汽套等部件損壞，密封環貼合嚴密性逐步變差而出現閥桿漏汽。

其他異常分析：（1）聯合汽閥檢修時，拆裝工藝不當，調節閥閥桿在長期高溫蒸汽的作用下發生不規則變形造成彎曲度超標，在高溫蒸汽激振力的作用下閥桿與閥桿套筒發生磨損；（2）閥體在高溫下長期運行產生氧化層導致運行中發生卡澀，機組投運超過三年時間閥桿氧化層一般達到0.15mm以上，運行中閥門調節動作致使表面累積形成的硬質氧化皮脫落，導致閥桿和閥套空隙有大量氧化皮和積垢，門桿表面光潔度粗糙，閥套與門桿之間活動間隙變小，門桿套之間的摩擦力變大，因而容易造成門桿與套筒汽封的擠壓卡澀，從而發生碰撞磨損，調節閥開啟后球面密封環全周接觸面積無法達到100%接觸，導致閥桿發生漏汽。通過對氧化皮厚度超標的主要原因分析，主要包括以下三點：（1）閥桿材料在長時間運行后抗氧化能力逐步變差；（2）當機組停止運行以后，門桿漏汽至軸封系統逆止門密封不嚴，從而導致汽體進入門桿中，經過長時間的使用，將會造成門桿出現氧化腐蝕；（3）當機組停止運行以后，閥桿與閥套之間發生銹蝕，大大減少了動靜間隙，蒸汽管道內的細小硬質雜物隨蒸汽進入中壓調節閥汽室而出現卡澀磨損。

除了以上原因以外，造成330MW汽輪機組中壓聯合汽閥調節閥桿漏汽的原因還包括以下三個方面：（1）機組中壓聯合汽閥調節閥桿與密封環裝配質量不達標，從而導致大量的蒸汽進入閥桿內部，加上閥桿漏汽密封裝置設計不能滿足接納泄漏要求，從而引起運行中出現蒸汽外泄現象；（2）330MW汽輪機組中的軸封系統在運行中發生異常情況，如管道布置不合理等；（3）密封裝置回汽管路不暢通或者管路節流孔板堵塞，從而導致閥桿出現漏汽。

3 預防措施

第一，利用機組檢修機對中壓聯合汽閥主汽閥、調節汽閥閥芯組件進行解體檢查，使用砂輪片及砂紙清理閥套內部和閥桿表面氧化層積垢，測量主汽閥桿和調節閥桿彎曲度≯0.05mm，檢查閥套同心度，測量主汽門閥套和閥桿徑向間隙為0.36～0.41mm，測量中調門閥套和閥桿徑向間隙為0.50～0.58mm，選擇抗氧化性能好的材料備件進行更換，裝配聯合汽閥閥桿、閥套等配件時一定要均勻涂抹二硫化鉬粉，防止行程部分咬死。

第二，機組停運期間對聯合汽閥進行測試，并嚴格檢查聯合汽閥的關閉時間，看是否存在超標現象，在啟動冷態之前，我們需要做好汽機機組中各個汽閥的靜態試驗，如發現存在卡澀問題，應禁止啟動機組，機組運行期間每半月進行一次定期閥門活動試驗，密切關注中主門和中調門活動行程，機組停運期間每半月進行一次閥門全行程活動試驗，減少閥套與閥桿表面氧化層

堆積。

第三，在330MW汽輪機組運行中，要對蒸汽溫度進行嚴格控制，禁止蒸汽溫度出現長時間超溫現象，以免金屬發生腐蝕。在機組停機以后，我們要及時開啟汽閥的疏水閥，以防閥門積水而引起各部套發生銹蝕、卡澀問題，在啟動冷態時，要嚴格按規程規定加強暖閥時間控制，以免過早切換閥門而導致汽門各部套產生熱沖擊，為了達到更好的抗氧化效果，在機組停止運行以后，要對門桿漏汽段的閥門進行檢查是否嚴密關閉，定期對聯合汽閥閥體進行維護與保養，減輕閥體組件發生停用腐蝕。

此外，對于330MW汽輪機組中壓聯合汽閥調節閥桿漏汽問題，還要采取以下三點預防措施：（1）若發現調節閥桿發生漏汽，首先應增加閥位開啟指令，一般開度要增加至103%～105%，從而使油動機過開，以增大閥桿密封面的密封性。若閥桿還繼續漏汽，問題可能出在油動機的工作行程相對于閥桿全開的行程顯得較少，所以應將閥桿與聯軸器處的墊環的厚度增加至3～5mm，盡量減小油動機的空行程，確保閥桿開啟運行中密封面得到良好的密封；（2）在聯合汽閥解體過程中，應嚴格檢查閥桿密封面的受損情況和密封面的接觸情況，看是否存在問題。由于密封環和密封面一般采用太立合金焊接方式，因此閥桿復裝時需要對表面進行氮化處理，以防閥體故障問題的出現；（3）對漏汽管道系統的截止閥及止回閥進行解體檢查，看閥體是否存在異常狀況。

4 結語

綜上所述，330MW汽輪機組中壓聯合汽閥調節閥桿漏汽問題直接影響到機組的安全性能，通過對閥桿漏汽問題分析得知，閥桿與閥桿套筒安裝質量問題是發生漏汽的主要原因，故需要引起我們重視。因此，在中壓聯合汽閥維修過程中需要對裝配質量進行嚴格控制，以免閥桿漏汽缺陷重復出現。此外，通過更換閥桿、閥桿套筒及密封套件后中壓聯合汽閥調節閥桿漏汽問題得到徹底解決，但為了避免機組運行時再次發生閥桿漏汽需做好相關預防措施，以延長330MW汽輪機組中壓聯合汽閥的使用壽命，確保汽輪機組安全穩定運行。

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（責任編輯：秦遜玉）