汽輪機高排逆止閥故障案例分析

顧淵

摘要：汽輪機高壓排汽逆止閥是保護汽輪發電機組的專用快速關閉閥門。是保護汽輪機機組的重要輔機設備。本文通過高排逆止閥故障案例分析，對高排逆止閥的結構，運行中遇到的問題進行了解析，解決相關閥門卡澀故障的問題。

關鍵詞：高排逆止閥； 故障案例；卡澀

中圖分類號：TN03 文獻標識碼：A 文章編號：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

汽輪機高壓排汽逆止閥是保護汽輪發電機組的專用快速關閉閥門，是為了防止汽輪機機組在突然甩符合時汽輪機內的壓力突然降低，再熱器冷端蒸汽或者帶有的水蒸汽倒流進入汽輪機內；以及用于配合汽輪機的啟動方式，如高壓缸啟動、中壓缸啟動等等。某電廠#1機組兩臺高排逆止閥在停機時期多次發生設備無法關閉，閥桿處于卡澀狀態。技術人員從閥門構造入手，分析多次閥門出現卡澀的原因，歸納閥門解體檢查后出現的安全隱患缺陷，總結經驗教訓，提出相應的防范措施，為機組高排逆止閥出現相同類型的問題時，積累相關經驗，同時為同類型閥門出現問題，提供相關參考方案。

1 機組概況

某電廠#1機組汽輪機型號為N1030-25.0/600/ 600，是由東方汽輪機有限公司生產制造的1000MW、超超臨界、一次中間再熱、沖動式、單軸、四缸四排汽、雙背壓、八級回熱抽氣、沖動凝汽式汽輪機。主蒸汽通過兩個高壓主汽閥以及高壓調閥進入單流的高壓缸作功后，從高壓缸下部的兩個排汽口通過高排逆止閥，最后匯合后進入再熱器。蒸汽經再熱器后，通過兩個中壓調閥及中壓主汽閥進入雙流的中壓缸作功，再由中壓外缸的頂部的中低壓聯通管進入兩個雙流的低壓缸。

2 設備簡介

汽輪機高排逆止閥主要由閥體、活塞式汽缸、氣源控制管路等部分組成。它的控制是由操作員在控制臺上操作，經過DCS系統處理發出指令到高排逆止閥就地的電磁閥，使電磁閥帶電和失電，控制壓縮空氣進、出氣缸來推動活塞開關閥門。

高排逆止閥的作用一共總結如下

第一、在汽輪機甩負荷時，高排逆止閥關閉，防止冷再管倒汽進入汽輪機引起汽輪機超速。

第二、在機組甩負荷時，高排逆止閥關閉，高壓缸通風閥開啟，通風管路使高壓氣缸處于真空狀態，以防止高壓缸后幾級部件超溫。

第三、在高排逆止閥后管內積水的情況下（開停機時疏水不暢、在高加滿誰保護失靈的情況下，高加漏水進入冷再管、再熱器的減溫水等）關閉高排逆止閥，阻止這些水從高壓缸排汽端進入汽輪機。同時在冷再管上的高排逆止閥前后，各裝有排往凝汽器背包式疏水擴容器的電動疏水閥，作為汽輪機開停機時疏水使用。

某電廠#1機組的高排逆止閥采用的是德國Dewrance氣動止回閥，彈簧回復式氣動執行機構配有一個電磁閥控制進氣管路開關，電磁閥得電時遠程可以操作，失電時閥門快關。該閥門只有開關兩位信號，不具備調節功能。

正常運行時電磁閥得電（氣缸進氣）壓縮彈簧，帶動閥桿上移，此時仍維持著閥芯自重關閉的功能。緊急、事故狀態下電磁閥失電（氣缸排氣）彈簧緊力帶動閥桿下移，推動閥芯與閥座密封面接觸，從而使逆止閥關閉，切斷管道內汽源。停機后當正向的流量終止時，閥門可自如的關閉。作用在閥芯的重力使閥門在瞬間從全開到全關位置，此時遠操閥門關閉可確保閥位全關且不會自行開啟。

3 故障案例分析

2018年9月底，#1機B高排逆止閥在機組停機時期出現閥門卡澀，無法關閉現象，對機組有嚴重的安全隱患。技術人員當即前往現場查看情況，現場癥狀表現為在操作人員在DCS上發出關閉指令時，同時現場檢查，閥門氣動執行機構無任何動作，閥桿沒有下移，關閉的趨勢。在經過技術人員初步檢查，發現閥門氣動執行機構存在閥桿處有嚴重的卡澀狀況。

技術人員分析造成氣動執行機構關閉動作卡澀的原因可能如下：

（1）由于此閥門開機狀態下閥桿不動作，且設備長期處于高溫狀態 ，閥桿與閥門導向套密封套圈配合間隙較小，易導致閥桿卡澀。

（2）閥桿處氧化皮堆積。正常運行時，閥門處于常開位置，此時閥桿、導向套之間間隙很小，易因氧化皮堆積而造成卡澀現象。

（3）氣動執行機構行程調整不當。氣動執行機構開度偏小，使閥桿上移不到位，管道內汽壓增大，閥芯自行開啟時與閥桿相撞，造成閥桿與導向套卡澀。氣動執行機構關度偏小，使關閉閥門時閥桿沒能與閥芯接觸或預緊力不足，特殊工況下，閥芯擺動與閥桿產生撞擊，造成閥桿與導向套卡澀。

（4）活塞環卡澀。解體檢查時發現，氣動執行機構內氣缸活塞壞卡澀時，也會引起氣動執行機構關閉動作卡澀。

（5）氣動執行機構內氣缸閥套、絲桿、格蘭套內部長期保持開啟狀態，內部可能生成氧化皮，造成需要關閉的時候，無法關閉的現象。

4 故障處理

技術人員利用檢修工藝對氣動執行機構解體，根據分析的相關原因，檢查相關部件，對閥套、絲桿、格蘭套等進行去垢，消除閥桿與閥套卡澀情況，取出相關零部件后打磨拋光至合格尺寸和光潔度，隨后進行裝復，然后通過調試閥門現開閉正常。

5 防范措施

經過多次對此閥門檢查與檢修經驗所得，技術人員總結了多條預防閥門卡澀的經驗所得：

（1）由于高排逆止閥在運行中長期保持開啟狀態，閥位一直在全開位，常年不動，很容易造成閥體內部卡澀，故需將高排逆止閥列入定期檢修計劃，定期（一般為兩年）進行解體檢查閥體情況；

（2）每次停機后都應該對閥門執行機構進行多次開關，確認執行機構無卡澀。

（3）運行中，定期檢查高排逆止閥氣動執行機構進氣嚴密性，防止因漏氣引起彈簧壓縮力不足，閥桿下移的現象發生。

（4）由于高排逆止閥在長期運行中，設備長時間高溫狀態，故相關部件可能會出現少量變形，故相關配合間隙，應相應放大一些，防止閥桿卡澀。

6 結論

高排逆止閥作為汽輪機機組的重要輔機設備，在生產運行中啟著至關重要的作用。本次這個案例對舟山煤電的高排逆止閥故障進行了深入的探討與分析，同時對發生卡澀的閥門執行機構進行了處理，調試后達到了滿意的效果，總結了相關的檢查經驗。本次對高排逆止閥的故障的處理對今后公司同類型的閥門故障分析有著一定的借鑒意義。