摘要：通过对工业汽轮机调速阀拉杆密封结构和原理的研究和分析，总结出工业汽轮机调速阀拉杆密封的装配方法，满足了工业汽轮机调速系统的运行要求，达到了确保汽轮机组安全、平稳运行的目的。
关键词：工业汽轮机 调速阀拉杆 软填料密封
1引言
工业汽轮机是石油化工行业的重点关键设备。它的稳定运转与否直接影响着生产装置的安稳长、满、优运行。经研究表明，工业汽轮机调速系统执行机构的调速阀拉杆发生故障，会造成工业汽轮机无法正常运转。如果因调速阀拉杆密封装配不良，引发调速阀拉杆失效进而造成的工业汽轮机故障，轻则会损坏汽轮机的零部件，重则可能会造成毁机、亡人事故。
2调速阀拉杆密封的结构和原理
工业汽轮机调速阀拉杆密封的作用是要防止蒸汽泄漏到壳体外，同时还要满足调速系统保证汽轮机工作转数恒定的要求，也就是保证在工作状态下调速阀杆轴向往复运动自如，绝不允许调速阀拉杆有任何的卡涩、滞后、不顺畅。
2.1 工业汽轮机调速阀拉杆密封的结构包括：调速阀拉杆1、锁紧螺母2、上节流套3、石墨软填料4、拉杆密封座5（与调速阀汽缸盖一体）、下节流套6。(见图一)
图一 调速阀拉杆密封结构图
2.2调速阀拉杆密封的原理
为了保证调速阀拉杆在工作状态下轴向往复运动的顺畅，下节流套和6、上节流套3与调速阀拉杆1设计和制造成严格控制的间隙配合。石墨软填料4与调速阀拉杆1装配成接触与非接触的特殊工作状态。下节流套6、石墨软填料4与拉杆密封座5处于接触状态以便形成良好的密封，上节流套3与拉杆密封座5设计和制造成具有密封作用的间隙配合。
工业汽轮机在理想工况下正常运转时，壳体内充满高温高压的干饱和蒸汽。下节流套6相当于一个节流孔板。当蒸汽流经下节流套6与调速阀拉杆1之间的具有一定轴向长度的微小间隙时，蒸汽便受到了节流和降压的作用。当已被节流降压的蒸汽流经石墨软填料4时，每经过一层石墨软填料就受到了一次节流和密封的作用，石墨软填料密封的数量控制在合理数值时就完成了对蒸汽的密封。由于蒸汽冲刷腐蚀或其他原因引起调速阀拉杆密封失效时，调整锁紧螺母2产生轴向预紧力，使石墨软填料产生径向扩展变形，即石墨软填料4与调速阀拉杆1重新成处于接触与非接触的特殊工作状态，重新完成对蒸汽的密封。需要注意的是，调整锁紧螺母2时必须保证调速阀拉杆轴向往复运动自如，防止调速系统失效。
3调速阀拉杆与软填料密封的装配方法
3.1下节流套的装配
清理并检查下节流套，测量下节流套各配合尺寸，尺寸超出检修标准的严禁使用。使用专用工具装配下节流套时，防止下节流套安装偏斜，防止损伤下节流套内圆密封面和端面，并将下节流套装配到轴向原始位置。
3.2 石墨软填料的装配
调速阀拉杆密封所采用的石墨软填料是经过压制的软填料密封圈，考虑到装配的问题而将石墨软填料的外径设计的比拉杆密封座的内径小，石墨软填料的内径设计的比调速阀拉杆大。每一层石墨软填料在装配时都要预压缩，没有经过预压缩的石墨软填料会造成密封失效而引起泄漏。在石墨软填料预压缩时，盲目套用离心泵填料密封5%-10%的压缩量，显然是不切合实际的。
首先，测量石墨软填料的预压缩量。将石墨软填料装入到拉杆密封腔内，反复用软填料密封装配专用工具---填料装配套轻轻敲击石墨软填料，石墨软填料发生径向扩展变形后，使石墨软填料的外径与密封腔紧密贴合以形成良好密封，而石墨软填料的内径值≥调速阀拉杆的直径，但最大值不允许超过节流套与调速阀拉杆的最大间隙值。此时，未压缩的石墨软填料厚度与已经压缩的石墨软填料厚度差即是石墨软填料预压缩量。
其次，将调速阀拉杆装入拉杆密封腔并保证两者同轴，依次安装各层石墨软填料，每层石墨软填料都要按照前面测量的预压缩量值进行预压缩。
3.3上节流环和锁紧螺母的安装
上节流环与锁紧螺母用卡簧联接成一体，便于拆卸、安装的同时保证了上节流环与拉杆密封腔同轴。在装配上节流环和锁紧螺母时切不可过度锁死螺母，在确定上节流环端面与最后一层石墨软填料贴合后，使锁紧螺母转动45°即完成了调速阀拉杆密封的装配。
3.4调速阀拉杆密封装配的调试
装配工作结束后，徒手推拉调速阀拉杆，推拉时允许有轻微滞涩感。若阻力过大，松开锁紧螺母后多次推拉调速阀拉杆直至合格为止，推拉过程中可适当转动调速阀拉杆。
举例说明：辽阳石化某厂某台工业汽轮机，额定进汽压力3.8Mpa，进汽温度340℃，工作转速8200r/min，因调速阀拉杆密封失效而引起蒸汽泄漏（见图2）。该机组紧急停车检修，经过拆卸、清洗、检查后发现，调速阀拉杆被蒸汽冲刷腐蚀。引起拉杆密封失效的主要原因是石墨软填料装配错误。
图2 拉杆密封失效引起蒸汽泄漏
调速阀拉杆密封回装时，按要求更换了全部组件。清洗、检查零部件的尺寸如下：调速阀拉杆的直径Ø25.00 ，其与上、下节流套的密封间隙是0.10mm，该间隙值在检修标准内。被压制成密封圈的石墨软填料的外径比密封腔内径小了0.20mm，内径比调速阀拉杆大了0.50mm。将下节流套装配到原位后测量石墨软填料的预压缩量，在达到接触与非接触的工作状态时，石墨软填料的预压缩量是0.80mm。回装调速阀拉杆并保证同轴，装配余下的石墨软填料，每层填料都进行了预压缩处理，按要求回装上节流套和锁紧螺母，最后进行了拉杆密封的装配调试。该工业汽轮机在重新装配调速阀拉杆密封后运转正常。有统计显示，正确的调速阀拉杆密封装配，可以满足工业汽轮机数个运转周期蒸汽不泄露的要求。
4结论
在工业汽轮机的检维修工作中，只有掌握和采用正确的调速阀拉杆密封装配方法 ，才能保证调速系统的完备好用，才能确保工业汽轮机安全、平稳、长周期的运行。
参考文献
[1]李和春.化工维修钳工,化学工业出版社.2009，8.
[2]江苏省石油化学工业厅.化工机械检修技术. 化学工业出版社.1997，7.
论文作者:由宏明,李文峰,曾凡亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第18期
论文发表时间:2019/10/9
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