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北極星火力發電網訊:每一型式的汽輪機或大或小都會有自己的“家族病”。本文重點討論了哈汽300MW汽機高調門常見的故障，其實這些故障其它型式汽輪機也有，尤其是一些型號較老的機組，EH油系統與調門結構性問題較多，這些機組一時半會也拆不掉，老毛病還要及時處理，開一天機就要確保一天的安全，調門問題處理不好，會超速的，這點千萬要小心。
引言
近年來常規火電機組的頻繁啟動對閥門及使用壽命的影響尤為突出，發電廠的閥門失效事故有增加的趨勢，作為生產人員對高調門檢修工藝進行探討也是極其必要的。大唐石門發電有限責任公司（以下簡稱石電）一期工程兩臺300MW機組，汽輪機型號為N300-16.7/537/537，兩個主汽聯合閥分別位於高壓缸兩側，每個主汽聯合閥包括一個水平佈置的主汽門和三個相同的垂直佈置的調節汽門。因機組投產較早，經過近二十年的運行，各種故障頻繁出現。在此結合該機組各種故障進行相關預防檢修等討論。
1 高調門的結構及工作原理
該閥門主閥碟內部設有預啟閥，預啟閥與閥杆為同一母材車削而成。通過對主閥碟內部腔室的車削等裝配，保障預啟閥行程。閥門開啟時預啟閥先打開，蒸汽從閥杆徑向的六孔流入，沿著閥杆內部下行，平衡前後壓差。預啟閥完全打開後，由閥杆繼續帶動主閥碟上行，打開調門。門杆漏汽沿閥杆與套筒之間間隙向外流動，經高壓閥杆抽汽及低壓閥杆抽汽管道至軸封加熱器。
2 高調門的常見故障及原因分析
結合石門電廠多年檢修經驗來看，常見故障有高調門速關時間過長、高調門卡死、高調門關閉不嚴、高調門閥杆斷裂、高調門套筒裂紋等。
2.1 高調門速關時間過長
石電曾在2014年進行二號機組小修時發現，#4高調門進行速關試驗響應時間不合格，響應速度明顯慢於其他調門。在排除了機械部分卡澀後進行油路檢查，檢查結果為OPC逆止閥無異常，伺服閥無異常，快速卸荷閥解體內部動作靈活，集成控制塊無異物堵塞，油動機可靈活上下運動，最終將問題鎖定在OPC管道內部存在堵塞，切開管道後發現從集成塊引出之OPC母管內部全部堵塞，更換管道後試驗正常。
處理完畢後開機進行EH有管道測溫發現機組保溫未能正確敷設，造成部分EH油管道局部過熱，加上OPC油流動緩慢造成碳化堵塞。
2.2 高調門卡澀
高調門的動靜部分解構簡單，存在卡澀的位置有如下幾個方面：
（1）導向套筒與連接杆之間存在異物，該處間隙有0.36～0.38mm。因該處間隙相對較大，容易落入異物造成卡澀。
（2）閥內套筒與閥碟鎖緊螺母之間間隙偏小，該處間隙0.28～0.30mm。在機組運行一段時間後，特別是長週期穩定負荷下工作，表面氧化皮的形成會造成間隙偏小，一旦出現氧化皮剝落情況，極易造成閥門卡澀。
（3）主彈簧內部彈簧托盤因部分彈簧失效造成偏斜，造成閥門機械卡澀。
2.3 高調門關閉不嚴
（1）密封面不完整
高調門通流部分密封有三處：其中兩處分別為預啟閥與主閥碟密封，一處為鎖緊螺母與套筒的螺旋密封。日常檢修中大家都著重注意了主閥碟與閥口的密封檢查，並且都處理正常，往往忽略了鎖緊螺母與套筒的螺旋密封間隙檢查。當間隙偏大時，閥門全關的時候大量蒸汽依然會經過平衡孔進入導氣管。
（2）密封面處理後的檢查不完善
多數高調門解體加修後均會發現氧化皮剝落等問題造成的密封面不完整，需要進行研磨處理。多次研磨就會造成閥碟實際位置下沉，當主閥杆下行受閥套限位後，閥頭依靠重力繼續向下走完預啟閥行程，即便壓出的型線是完整的，在機組實際運行時也會因緊力不夠而造成內漏大。
（3）彈簧緊力偏小
調門經過研磨等其他調整，若未能進行彈簧安裝的預緊力測量，造成緊力不夠或者輔助彈簧預緊力喪失等，均會造成閥門內漏大。
2.4 閥杆斷裂
閥杆與連接杆的裝配，圖紙明確要求閥杆與連接杆應使用著色辦法檢驗接觸情況，並使用452.1N·m的力矩擰緊。若閥杆與連接件未頂死出現空洞，在使用初期因螺紋配合較緊，尚不會發生問題，長期使用後輕則出現防轉銷斷裂，重則出現閥杆彎曲或螺紋磨平，嚴重時出現閥杆銷孔處斷裂。
2.5 高調門套筒裂紋
高調門內套筒從閥套伸向閥門腔室內，一方面對閥杆起導向作用，另一方面也是對閥杆的一種保護，防止橫向氣流直接衝擊閥杆。在設計上，套筒穿過閥體的部分存在兩個臺肩，與閥體的配合間隙僅0.03～0.08 mm，考慮到在運行中內部膨脹大於外部膨脹，實際運行中該處應存在緊力。但高調門經多次拆裝以及對錶面氧化皮的清理，會造成緊力喪失，在特定工況下蒸汽氣流引起套筒晃動，最終在套筒上形成裂紋。
3 缺陷的判斷及處理工藝探討
綜合上述原因分析，在此對一些容易被忽視的問題進行探討，常規的處理方式就不進行一一探討了。
3.1 高調門關閉延時的處理
機務方面查找原因主要是針對油系統進行。在超速情況下，要做到速關，就必須保證卸油通道暢通。影響卸油的幾個因素分別為：
（1）安全油OPC逆止閥、快速卸荷閥卡澀或者無法打開，因為卸油速度受阻，調門關閉時間相對錶現緩慢。而在OPC動作的同時，DCS會向伺服閥延遲0.5s後發送反向信號，同時關閉調門。所以整體表現為在OPC動作，其他調門速關後，該問題調門才開始動作，且動作速度緩慢，同時運行中該閥門OPC管道溫度偏低。
（2）油動機動靜部分出現積碳，油缸底部壓力有雖已經卸除，但因該處卡澀會造成閥門關閉緩慢，關閉曲線不是規則的曲線。OPC油管路溫度正常。
關閉延時現象出現的原因經上述分析不難看出，油系統局部溫度過高造成的積碳現象是根本原因。解決思路一方面是加強保溫的治理，定期進行EH油管道溫度測量並對超溫部位進行處理，此外部分電廠已進行了油動機改造，加裝了冷卻水套來消除油動機積碳。
3.2 高調門卡澀的處理注意事項
（1）導向套筒與連接杆之間卡澀出現較少，但是每次解體時可以發現導向套筒內部劃痕較多，使用砂紙打磨即可。
（2）閥內套筒與閥碟鎖緊螺母之間氧化皮造成的卡澀很常見，且容易造成閥門完全卡死。多數電廠也已經意識到這個問題，進行了定期的氧化皮清理工作。但是氧化皮的清理又會造成動靜部分間隙過大，門杆漏汽增大甚至出現外漏情況。這裡建議各廠認真執行閥門活動試驗的定期工作，然後根據運行情況再行調整該處間隙。
3.3 高調門關閉不嚴處理
高調門經過多次研磨後，若未考慮到閥碟的下沉，將會造成虛假現象影響判斷，我們可以將預啟閥頭塗抹紅丹粉及連接杆端部塗抹紅丹粉再進行型線驗收，若預啟閥頭與閥碟有接觸且閥套與連接杆無接觸的同時型線合格方可確認為正確安裝。且此時的防轉銷應已安裝到位。目前電廠外委檢修較多，外委單位水品層次不齊，甚至有造假情況。外委單位在進行閥門研磨後若感覺閥碟下沉較多，會故意不裝配防轉銷，將連接杆回退幾圈後，人為延長了閥杆從而壓出型線。
3.4 閥杆斷裂
連接杆與閥杆未按圖紙裝配，端面存在間隙，長時間運行後造成了閥杆斷裂。石電曾多次出現閥杆銷孔處斷裂，閥杆螺紋損壞等故障。因全部更換閥杆費用較高，且新閥杆若不根據現場實際情況特製同樣不能滿足需要等因素，石電在仔細測量閥杆頂部間隙後配等厚墊片填入。經多年運行再無同類現象發生。
3.5 高調門套筒裂紋
高調門套筒裂紋基本上分為兩種：①常見的是隱蔽缺陷，裂紋部位位於套筒門杆漏汽孔位置的裂紋。因該處的套筒壁厚相對偏薄。②少見的裂紋為套筒位於閥門中分面密封處臺階存在裂紋，產生的原因在2.5中已分析，就不再累述。若未能及時發現則會造成伸入閥門腔室內部的部分跌落，從而失去對閥杆的保護作用造成閥杆斷裂等問題，若零碎部件隨氣流進入調節級後果不堪設想。
4 結束語
隨著節能環保的要求越來越高，單個高調門的故障雖不至於機組非停，但閥序的改變對機組經濟運行影響極大，同時閥序的更改也極易造成高壓缸軸瓦振動異常，嚴重威脅了主機安全。以上對高調門結構進行了簡要的說明，綜合歸納了現場運行中常見的缺陷現象，分享了相關的檢修經驗，增強檢修技術交流。
參考文獻
[1]周禮泉，編.大功率汽輪機檢修.北京：中國電力出版社，1997.
[2]吳季蘭.汽輪機設備及系統[M].北京：中國電力出版社，1998.
[3]郭延秋，主編.大型火電機組檢修實用技術叢書：汽輪機分冊.北京：中國電力出版社，2003.
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