主給水電動門連接鍵脫落原因分析及結構改進

吳金勇

(廣東粵電大埔發電有限公司，廣東 梅州 514000)

0 引言

某電廠2臺660MW超超臨界機組“上大壓小”項目工程于2013-12-06取得國家發改委核準，其1號機組于2015-12-26正式投入商業運行。該廠2臺機組鍋爐型號為SG-2037/26.15-M6010，是由上海鍋爐有限公司在大量660MW等級超超臨界機組鍋爐成熟的設計、制造技術基礎上，結合超超臨界機組參數、鍋爐燃煤的特點和用戶的特殊要求自行設計生產的。該鍋爐采用四角切圓方式燃燒、無油點火、單臺汽泵，電動給水泵僅能提供180MW以下鍋爐給水量。主給水電動門、主給水旁路電動調節門、主給水旁路電動調節門前后截止門均采用德國SEMPELL公司的產品。閥門型號為GA251-6013，最高允許工作溫度300℃，最高允許工作壓力 36.5MPa。

1 事件經過

2016-04-19晚，運行值長接調度令，準備將1號機組負荷降至300MW，運行主操決定關閉主給水電動門，采用主給水旁路調節門調節鍋爐給水。運行主操在DCS盤關閉主給水電動門時，發現DCS上顯示其已經處于全關狀態，但是實際給水流量和閥門前后壓差沒有改變。巡檢人員現場巡視發現主給水電動門電機正常工作，現場未顯示異常信號。于是立即電話通知爐本體班值班人員，告知1號機組鍋爐主給水電動門DSC盤無法操作，急需處理。

值班人員到達集控室了解閥門無法關閉情況后，辦理工作票，將主給水電動門改為手動操作。操作時，發現閥門很輕，判斷為閥門電動頭空轉，原因不明。

2 檢查情況

檢修人員在拆檢主給水電動門電動頭和齒輪減速箱連接部位后，發現主給水電動門連接電機的端軸和齒輪減速箱軸的鍵脫落，造成電機空轉，齒輪減速箱不動作，如圖1所示。

圖1 主給水電動門電機端軸(右側)和齒輪減速箱軸(左側)

從圖1中可以看到，主給水電動門電機端軸和齒輪減速箱軸連接鍵的部位都是開口形式，造成連接鍵可以在鍵槽中自由活動。主給水電動門電機端軸和齒輪減速箱軸的組合示意如圖2所示。

圖2 主給水電動門電機端軸和齒輪減速箱軸的組合示意

主給水電動門電機端軸與齒輪減速箱軸傳動連接鍵槽的開口形式設計，導致鍵可以從鍵槽中滑出。鍵從鍵槽滑出后，電動頭與電動門齒輪減速箱的傳動連接就斷開了，導致電機空轉而閥門不動作。

3 改進措施

常規閥門此部位連接鍵槽都采用非開口設計，該事件的處理思路就是如何將鍵槽中的連接鍵固定，使之無法從鍵槽內滑出。因此可考慮將鍵點焊固定，但是如此改進以后，電動門電機端軸與齒輪減速箱軸連接鍵的拆檢、維護、更換均會損傷軸和連接鍵。

在拆檢過程中，發現SEMPELL公司該類型閥門的電動頭電機端軸中心留有一個Φ8的螺紋孔。咨詢廠家答復，該孔是加工或檢修時吊裝固定吊耳用的，正常使用過程中無其他作用。因此為了保持閥門的完好性，同時解決連接鍵脫落的故障問題，決定采取以下改進措施。

(1)加工1個圓形擋圈，擋圈的半徑大于r(r為電機端軸凹槽部位的半徑)，但是小于R(R為電機端軸半徑)，如圖3所示。在擋圈中心鉆Φ10的通孔，擋圈厚度6mm，采用普通碳鋼板制作。

(2)利用電機端軸中心的螺栓孔與之配套的螺栓固定擋圈，并在擋圈前加1個墊片和1個彈簧墊，防止運行中螺栓松脫。

圖3 主給水電動門電機端軸尺寸示意

該改進有以下優點：

(1)不用對閥門結構進行改進，方便可靠；

(2)可以在機組運行中進行改進，拆裝簡單；

(3)改進成本低，工期短。

4 結束語

主給水電動門無法動作事件發生后，該廠對所有此類SEMPELL公司的閥門進行了檢查，并對存在同類風險的閥門全部進行了改進。自開展此項改進至今，未再發生電動門電機端軸與齒輪減速箱軸連接鍵脫落的事件，提高了機組運行的安全性。同時，該改進方案也得到了閥門廠家SEMPELL公司的好評，并決定在以后的閥門生產中采納此項改進方法。

參考文獻：

1 聞邦椿．機械設計手冊[M]．北京：機械工業出版社，2010.