摘要：本文主要针对汽轮机自动主汽门存在的阀座上窜故障，从设备结构和运行中存在的问题等方面进行了分析，并提出有效的解决方法以保证汽轮机自动主汽门可靠运行。
关键词：汽轮机 主汽门 阀座
1设备情况简介
牡丹江北方水泥余热发电9MW汽轮发电机组前身为南京汽轮发电机厂制造的型号为C12-35/2中温中压可调式抽汽式12MW汽轮机。经过10年的运行，由于电厂燃烧原料煤矸石价格的上涨，电站运行成本逐渐增加；机组运行时间长、年久失修，导致运行车间环境差，工人工作条件极其恶劣。2010年为响应国家节能减排号召，优化资源利用，改善现有环境，公司决定技术改造，由洛阳发电设备厂将原汽轮机改造为9MW的补汽凝汽式汽轮机，型号为BN9-1.6/0.35，主要是为了适应燃煤锅炉改余热锅炉而进行的改造，涉及的汽轮机及相关辅机设备全部进行必要的改造和维修，其中自动主汽门作为主要附件一同进行了改造。
2故障经过
2018年8月19日23:00牡丹江北方水泥余热发电9MW汽轮发电机组在6000KW的负荷下运行时，无任何征兆的前提下出现汽轮发电机组负荷极速下降，此时汽轮发电机组的调速系统处在定压运行状态，自动主汽门后蒸汽压力下降，蒸汽流量也急剧下降，锅炉压力急剧升高，一分钟后锅炉安全阀动作，汽轮机负荷维持在400KW左右。自动主汽门后压力稳定在0.7MP。当班操作人员通过现场自动主汽门前后的两块压力表对比分析，阀前压力在1.5MP，阀后压力在0.7MP，压差达到了0.8MP，平时正常运行主汽门前后压差在0.1至0.2MP之间。经技术人员初步判断主汽门内部发生了节流问题。首先检查调速器门杆处于全开状态（505调速系统退出定压运行的模式），检查主汽门外部阀杆行程处在全开位置，手动关闭主汽门无法关闭发现阻力较大。关闭电动隔离汽门解列汽轮发电机组，汽轮机停运，组织维修人员对自动主汽门进行分解检查。分解主汽门后发现阀芯对应的圆形阀座，从阀体的底部出汽口侧向上，既进汽口侧上移约80mm左右，导致已全开的阀芯与阀座几乎全部接触，严重影响蒸汽的通流。
3故障原因分析
自动主汽门的阀座与阀体安装是紧密配合安装，无定位销。理论分析引起自动主汽门阀座松动的根本原因是该发电厂最早属于中温中压发电厂，新蒸汽温度435±15摄氏度、压力3.434MPa。低温余热改造后，蒸汽参数发生了较大的变化，新蒸汽温度降至320±15摄氏度、压力降至1.65MPa。由于受余热烟气不稳定的影响，蒸汽温度频繁的大幅波动，蒸汽的瞬间温度最高可达500摄氏度，最低可达300摄氏度，导致自动主汽门内部的阀座部分反复收缩膨胀，使阀座与阀体之间冷热不均出现间隙。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆频繁出现间隙后由于气流的高速摩擦产生相对震动，进一步加大了阀座与阀体之间的配合间隙，使阀座与阀体之间过盈量降低。运行当中蒸汽流动时阀座的出口与阀体之间存在反作用力。当蒸汽温度急剧下降，阀座收缩到与阀体之间的摩擦力小于，汽流对阀座的反作用力与阀座的重力之和时，阀座开始上移，严重时影响蒸汽的通流，导致汽轮发电机组出现减负荷现象。一段时间过后阀体与阀座的温度相同后阀座与阀体再次过盈，进而出现了主汽门无法关闭的现象。
4故障的处理
由于当时生产比较紧张，且没有相应的备品备件，不具备返厂维修的条件。现场研究决定采用临时办法处理后监护运行，待有合适的时间做返厂维修。根据自动主汽门结构图纸和使用说明将阀座按顺序取出后，把阀座和阀体配合部位所产生的拉毛现象，采用细砂纸进行打磨处理到表面光滑，测量阀座外径和阀体内径尺寸，并做好相关记录。将阀座与阀体水平接触面的部位用车床进行重新找平，确保结合面水平接触。利用冷冻的方法对其进行冷冻处理2小时之后，迅速进行阀座与阀体的回装工作。为避免因过盈度变小导致阀座再次发生上移的情况，最后在阀座与阀体水平接触面的边缘处采用铆紧的办法对称铆紧4个点，用以增加阀座与阀体之间的紧度。之后检查阀杆是否灵活无卡涩，阀芯和预起阀自由度正常后，清理阀体底部拆卸过程中掉落的杂物进行回装操作。
5预防措施
5.1余热发电机组在运行过程中要严格控蒸汽参数的变化，重点防控蒸汽温度出现急剧下降和急剧升高现象。在锅炉安装蒸汽减温设备，确保在锅炉快速升温时蒸汽温度保持平稳。
5.2汽轮机冷态启机过程中要进行充分的暖管和暖机操作，暖管暖机操作过程中保证疏水畅通，确保主汽门内部各部件受热均匀。热态启机前轴封漏汽管路不得有低温蒸汽或空气漏入。正常运行过程中遇到蒸汽温度急剧下降的工况必须做减负荷操作。阀体外部保温层保持完好无破损。
5.3严格控制主汽门关闭时的操作。非紧急情况下每次关闭主汽门务必将主汽门手动关闭，然后再打闸操作。尽量减少阀芯对阀座的冲击，防止发生阀芯频繁冲击阀座，造成阀座与阀体之间产生松动，同时也可避免阀芯与阀座结合面的损伤。
5.4利用机组大修的机会，返厂更换主汽门的阀座，保证阀座与阀体有足够的过盈量。同时根据阀座的结构在阀座与阀体结合面的水平端采取铆紧的措施，或采用螺栓固定的结构对阀座与阀体进行加固，确保阀座与阀体更加可靠配合。
5.5定期对自动主汽门、电动隔离汽门进行自由度实验，确保活动自如无卡涩，关闭严密。
6总结
通过对此次事故的分析与处理，可以总结出影响主汽门此类故障的两项主要原因，一是改造后主汽门阀座与阀体安装配合不够；二是余热机组蒸汽品质不好，温度波动大且频繁，导致阀座与阀体之间的膨胀与收缩不同步，加剧了事故的发生。采取的临时处理措施简便实用，为日后生产运行中避免此类事故和处理相应问题积累宝贵经验。
论文作者:赵学军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/26
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