600MW亚临界汽轮机组汽阀关闭异常的检修

600MW亚临界汽轮机组汽阀关闭异常的检修

郝小军

内蒙古上都发电有限责任公司 内蒙古 锡林郭勒盟 027200

摘要：某汽轮机组投产初期采取单阀控制，运行期间突然出现单台调节汽阀异常关闭，其它调节汽阀阀位无明显变化，机组甩部分负荷，EH油系统油压无明显变化。通过增加阀位开总指令，该关闭调速汽阀无动作反应，阀位指令由原61％增加74％机组恢复原满负荷。日前在环保和效益面前，燃煤气汽轮发电机组在非紧急事故下不允许停机检修，下面就本机组遇到的这一问题在线处理过程做一论述。

关键词：汽轮机组；汽阀关闭异常；检修

前言

调节控制系统应能满足负荷变化需求，过去调节控制系统出现问题就被迫进停机处理，如果能在线处理对设备长周期运行提供保驾护航显得尤为重要。本文就针对某超高压汽轮机组调节汽阀异常在线处理过程做一论述。

1主汽阀功能、结构及其驱动机构

1.1主汽阀功能

主汽阀是蒸汽进入汽轮机的最后一道隔离阀，位于主蒸汽隔离阀下游，汽轮机入口处，其作用是作为主调节阀的备用保险。当机组跳闸时，一旦主调节阀无法关闭或密封不严，则主汽阀关闭以保障汽轮机安全，防止超速，其关闭时间要求小于0.25s。事实上，该型机组主调节阀密封性较差，关闭时无法保证将汽机转速控制在安全范围内，所以主汽阀能否正常关闭到位对机组安全尤为重要。

1.2主汽阀结构

主汽阀结构采用旋启式蝶板阀，蝶板阀通过键固定在阀轴上，轴通过连杆与油动机连接，当油动机活塞动作时，驱动阀轴90°旋转。阀轴上装有碗型密封，用于正常运行时密封向驱动端泄漏的蒸汽。阀门非驱动端依靠端盖密封，轴端部为高压汽腔，通向油控跳闸阀。机组挂闸前，油控跳闸阀处于开启状态，主汽阀非驱动端高压汽腔还未形成，碗型密封处于松弛状态，蒸汽通过轴间隙从驱动端漏出。机组挂闸时，主汽阀首先开启，当其开至全开状态时油控跳闸阀关闭，高压汽腔建立，将阀轴推向驱动端，碗型密封压紧，蒸汽停止泄漏。机组打闸时，油控跳闸阀先动作，泄掉汽腔压力，使碗型密封恢复松弛，继而关闭主汽阀。

1.3主汽阀驱动机构

主汽阀驱动机构，高压油进入后分为4路，分别用于驱动油控跳闸阀、形成AST保安油、关闭卸荷阀以及进入油缸驱动主汽阀。机组挂闸前，AST油压未形成，卸荷阀处于开启状态，高压油通过卸荷阀下腔与回油连通，主汽阀和油控跳闸阀的驱动油压无法建立，主汽阀处于关闭状态，油控跳闸阀处于开启状态。机组挂闸后，AST油压建立，与高压进油油压相等，使卸荷阀关闭，切断油动机回油，高压油建立，驱动主汽阀打开和油控跳闸阀关闭。机组打闸时，AST油压首先卸压，卸荷阀上腔油压卸掉后，卸荷阀打开，将高压进油、主汽阀和油控跳闸阀驱动油与回油连通，卸掉驱动油压，主汽阀关闭，油控跳闸阀打开；此时，约1MPa压力的回油进入油控跳闸阀和主汽阀油动机油缸上腔，加快油缸动作。

2主汽阀关闭异常的现象

4号机组调试期间，在执行50%停机停堆试验时，发现汽轮机2号主汽阀没有关闭到位，剩余约10%行程。主汽阀在50%功率前的所有试验及机组打闸过程中的动作都正常；在50%功率后的试验出现了上述问题，其中前90%行程正常关闭，后10%行程无法正常关闭，只有当主蒸汽隔离阀关闭，主蒸汽母管压力下降后主汽阀才完全关闭。之后又做了几次验证试验，在有蒸汽的情况下，2号主汽阀都无法正常关闭；在冷态下做试验，2台主汽阀都能够正常关闭。在此期间，对AST-OPC阀组液压块及主汽阀油动机的逆止阀和节流孔板进行了清洗，但问题仍没有得到解决。

3调节汽阀异常关闭分析

调节汽阀运行中异常关闭结合几个主要原因进行故障排查。

3.1调速汽阀位移指示故障

调节汽阀位移传感器LVDT安装两套，采取2取1，一台位移传感器故障可以自动切换到另一台，以确保调节汽阀行程反馈可靠，同时也可以直观通过现场位移指示来判断阀门关闭，以及结合发电负荷突然减少，主汽压力下降综合判断可断定位移传感器动作指示正确。

3.2运行部件松脱

该形式调节汽阀位移传感器安装在操纵座上，并未安装到调节汽阀油动机上，结合调节汽阀结构及连接形式，只有操纵座与油动机活塞杆脱落才能造成调节汽阀关闭，通过现场直观排查即可排查运行部件松脱原因。

3.3电液伺服阀断电

伺服阀具有零偏功能调节汽阀自动关闭，该故障点通过热控测量伺服阀电阻及控制线电压即可排查。

3.4油路问题

排除以上三点，调节汽阀异常关闭只有出现在油路上。⑴通过原理图可以看到OPC油压丢失可造成调节汽阀关闭，该异常只是单一调节汽阀关闭，其它调节汽阀工作正常，可以排除系统OPC油压丢失的可能。⑵另一个原因油动机油缸内漏严重造成调节汽阀关闭，查看现场工艺，系统有压回油压力未发生明显变化，系统油压无明显变化，结合新上设备，暂时排除油缸内漏可能性。⑶最后调节汽阀异常关闭主要集中油动机油缸进油压力低上，油缸进油压力低主要有三点:①卸载阀工作不到位造成造成进油压力低，②伺服阀阀芯卡涩造成油缸不进油，③外部来油问题。外部结构可以看到调速汽阀油动机带有OPC油压测压点及油缸工作油压测压点，为此通过安装压力表进行直观表压读数，OPC油压为正常工作油压14MPa，油缸工作油压为0MPa。结合有压回油压力及系统油压无明显变化，可初步判断排除外部来油及卸载阀问题，最后问题集中在伺服阀及伺服阀前过滤装置上。

4故障在线处理

从控制原理上可以看出关闭油动机来油截止阀可以在线拆卸过滤装置及电液伺服阀。OPC油由压力油经0.8mm节流孔形成，整个EH油调节系统有6个调节阀，单独关闭一个油动机截止阀后有可能降低系统OPC油压，降低值约在5％，风险可控。关闭截止阀，发现系统OPC油压并未下降。拆卸后发现过滤装滤芯及伺服阀内部有大量白色絮状物，并对伺服阀正接1.5V干电池未听到伺服阀动作声音，说明伺服阀阀芯存在卡涩。通过更换滤芯及伺服阀后该调节汽阀动作正常。在线处理的过程中应注意以下几点:⑴在线检修前，调节汽阀应通过控制程序使行程上下限位限制在0位，避免伺服阀突然介入工作造成调速节阀开启引起机组超负荷。⑵一切拆卸工作应在油动机截止阀关闭后，通过测压点确认油动机伺服系统油压降为0后方可进行，拆卸过程中不得对系统油压造成影响。同时做好跑油及时清理，避免落入高温阀座上。⑶更换所用的伺服阀应在出厂前做过零偏调整，在线调整零偏容易引起机组负荷大幅波动。⑷应先恢复伺服阀控制线，再缓慢开启油动机来油截止阀，此过程调节汽阀应无动作，各油动机伺服系统结合面无渗油，系统油压无下降。⑸新装的伺服阀需要在线做拉阀标定，拉阀的过程中避免形成开关过大引起机组负荷波动，做好总阀位控制输入，稳定机组负荷。拉阀整定完毕后，调节汽阀上下限位恢复至100和0位，根据实际需要可进行单阀切顺阀操作。⑹拆卸出的零部件、伺服阀等需要用无水乙醇进行清洗。密封圈材质应为氟橡胶，安装要到位，严禁错边或压边。拆卸人员做好个人防护避免皮肤接触油品。

结束语

调节汽阀的稳定状态对汽轮机组的安全稳定运行起着重要作用，尤其在当前环保压力，调节汽阀出现故障应快速从负荷变化、阀位变化、EH油压、调节汽阀开度及反馈等着手，及时查明原因，分析在线处理系统风险并做好相关措施，保证机组长周期安全稳定运行。

参考文献:

[1]王志伟.汽轮机运行[M].北京:中国电力出版社，2007.

[2]翦天聪.汽轮机原理[M].北京:中国电力出版社，1992.

[3]肖增弘，徐丰.汽轮机数字式电液调节系统[M].北京:中国电力出版社，2003.