300MW機組中壓主汽閥軸端改造消除泄漏

季建宇

摘 要： 哈爾濱汽輪機廠生產的300MW級亞臨界，一次中間再熱，單軸，兩缸兩排汽汽輪機，單邊各配一套中壓主汽閥和調節汽閥，中壓主汽閥采用搖臂閥碟結構，搖臂軸引出與油動機執行機構相連，軸端因搖臂軸旋轉需預留動靜間隙，引起軸端漏汽損失，廠家采用油控跳閘閥，減少軸端漏汽，但現場中壓主汽閥軸端漏汽時常發生。通過在油控跳閘閥另一側加裝液控活塞，控制軸向移動和軸端凸臺密封的可靠性，消除了中壓主汽閥軸端漏汽。

關鍵詞： 汽閥；密封；改造；液壓控制

1.前言：

中壓主汽閥的作用是作為中壓調節汽閥的備用保險設備，機組正常運行時，閥門全開，當機組超速時，首先調節汽閥先動作關小，汽輪機速度繼續上升時，關閉中壓主汽閥，切斷中壓缸進汽，防止汽輪機轉速超速。中壓主汽閥由轉軸、閥碟和搖臂等組成轉動部分，外面由閥殼包裹著，轉軸又通過連桿與油動機活塞桿相連，油動機油缸進入控制油，控制油推動油缸活塞向上移動，打開汽閥，由關閉至全開油動機行程178mm，全開時汽閥轉軸端部與閥端蓋上制動凸臺必須貼緊，減小蒸汽從此處泄漏。汽閥關閉時，油動機油缸內控制油泄壓，由壓縮彈簧產生的關閉力作用在連桿上，活塞向下移動帶動軸轉動關閉閥門。為了減小中壓主汽閥開關閥門時的力矩，閥門安裝了油控跳閘閥，油動機供液壓油，跳閘控制閥將被關閉，使中壓主汽閥端蒸汽不能排走，從而對汽閥轉軸產生一個軸向推力，使閥碟端部與閥端蓋上制動凸臺面密封，即既能卡住軸使軸不能轉動，又減少低壓漏汽。當超速跳閘機構跳閘時，油動機泄油，跳閘控制閥開啟，排走閥桿端部蒸汽，減小作用在軸上的壓力，以便用最小的力關閉中壓主汽閥。

現場中壓主汽閥正常運行全開位置時，閥門轉軸端部出現漏汽現象，既增加了蒸汽熱損失，又引起閥門連桿因蒸汽泄漏而銹蝕。

2.中壓主汽閥軸端出現漏汽原因：

2.1閥碟端部與閥端蓋上制動凸臺密封面接觸不良。

由于閥轉動軸密封依靠球型凸面來密封的，所以凸臺密封與密封座之間接觸是否良好，密封面是否有貫穿痕、凹坑等缺陷是直接影響汽閥密封效果的。由于再熱蒸汽直接由鍋爐引來，蒸汽壓力和溫度高，容易產生氧化層，并可能攜帶雜質，侵蝕密封面，引起軸端漏汽。

2.2汽閥轉動軸軸向推力不足。

中壓主汽閥處于高溫區運行，汽閥轉軸密封凸臺厚度薄，容易產生變形、扭曲等缺陷，機組額定負荷運行時，再熱蒸汽壓力3.2MPa，低負荷運行時，再蒸汽壓力1.7MPa，壓力偏差較大，在低負荷時，汽閥軸向推力，不足以克服凸臺變形量，引起軸端漏。

2.3油控跳閘閥密封不嚴。

中壓主汽閥正常運行時，油控跳閘閥應處于關閉位置，如果跳閘閥芯密封面不嚴、閥芯卡澀關不位或跳閘閥油缸活塞卡澀，那么中壓主汽軸端蒸汽會漏至凝汽器，使得壓力腔壓力下降，甚至壓力腔壓力為凝汽器真空，無法使中壓主汽閥軸產生軸向位移或移動不到位，從而不能保證汽閥轉軸凸臺密封圈的緊力，導致汽閥轉動軸漏汽。

3.中壓主汽閥軸端漏汽消除措施：

3.1機組大修時，對中壓主汽閥進行解體檢修，檢查汽閥轉軸彎曲度和橢圓度，其一，防止汽閥轉軸凸臺密封偏斜，引起密封不良，其二，閥門由油動機帶動連桿強行開啟，引起閥套磨損而間隙增大，防止汽閥轉軸與閥套卡澀，其三，防止因橢圓度不合格，造成汽閥轉軸轉動時，轉軸在軸套內跳動，引起凸臺密封錯位。仔細檢查凸臺密封面與密封座的接觸情況，清理表面氧化層，檢查密封面應無劃痕、凹坑、麻點等缺陷，制作專用夾具，模擬閥門組裝位置，研磨密封面，使用壓紅丹法檢查75%接觸，并且密封面全周無斷線紋路，凸臺密封面活動自如。

3.2機組正常運行時，一般定期檢查跳閘閥后管道溫度，根據閥后溫度來判斷閥門是否內漏，是否需要檢修。特別是機組停運前，重點測量跳閘閥后管道溫度，來判斷跳閘是否泄漏。跳閘閥檢修時，解體跳閘閥，對閥芯和閥座進行清理，采用閥門研磨機研磨閥芯和閥座，然后，閥芯和閥座進行對磨，并紅丹作色檢查閥線接觸情況，閥門密封面無斷線，閥桿活動是否自如。

3.3由于汽閥轉軸軸向推力不足，在汽閥傳動端安裝油缸拉力裝置，增加汽閥軸向拉力，使得汽閥凸臺密封面更嚴密。

3.3.1油缸拉力裝置的外殼與閥體用螺栓緊固，作為裝置的作力點和固定點，油缸滑閥連接桿通過螺紋與汽閥轉軸相連，并采用止轉螺母，防止油缸滑閥連接桿與汽閥轉軸產生相對旋轉后松動。

3.3.2油缸拉力裝置采用單側進排油，油缸進油狀態下，滑閥連桿向外拉動汽閥轉動軸，保證汽閥凸臺密封面足夠緊力。

3.3.3汽閥開啟狀態下，汽閥凸臺密封面嚴密不漏汽，汽閥關閉時，汽閥凸臺密封面緊力消失，減小關閉汽閥時的力矩。汽閥液壓油由原油控跳閘閥油口取油，加裝縮孔，用以減緩控制油進油速度，使得中壓主汽閥開啟時，油缸活塞桿拉力滯后于汽閥開啟速度，汽閥液壓回油加裝卸荷閥，卸荷閥回油管接至無壓回油管，卸荷閥油信號取至汽閥保安油，當汽閥失去保安油后，能迅速卸去液壓油壓力，使汽閥凸臺密封壓緊力快速消失，同時汽閥迅速關閉。另外，通過增大油缸活塞面積，可以去除油控跳閘閥裝置，將油控跳閘閥所產生的軸向力移至新裝置上，避免油控跳閥泄漏帶的隱患。

通過中壓主汽閥軸端增加液壓油缸裝置，汽閥正常運行時，增加了汽閥轉軸凸臺密封的緊力，減小了軸端汽封漏汽。

參考文獻

[1]哈爾濱汽輪機廠《330MW汽輪機說明書》.

[2]郭延秋《大型火電機組檢修實用技術叢書汽輪機分冊》.