汽轮机管道及阀门维修

汽轮机管道及阀门维修

摘要：汽轮机调节系统依据汽机负荷控制逻辑获得阀门开度指令，将其电流信

号经由控制系统传送至伺服放大器中，借助开度指令信号获得比例方向阀位置反馈，用以调控主调阀阀门进油，实现对汽轮机管道阀门开度情况的控制。倘若汽

轮机管道阀门出现故障将直接影响到汽轮机运行安全，如何采取有效维修策略值

得我们进行探讨。

关键词：汽轮机管道；阀门维修

1、汽轮机系统常用阀门

(1)闸阀的工作原理

闸阀是广泛使用的一种通径较大的阀门，主要是在阀体内设有一个与介质流

向呈垂直方向的闸板，靠闸板的升降来开启或关闭介质的通路。

(2)闸阀的分类

闸阀按闸板的结构形式，可分为单闸板闸阀和双闸板闸阀两种。闸阀按阀瓣

的结构形式，可分为楔式闸阀、平行式闸阀和弹性闸阀3种。楔式闸阀的阀瓣为

楔形，即闸板由两个密封面形成一定角度；平行式闸阀的阀体中有两块对称且平

行放置的阀瓣；弹性阀板在两个平行阀板间加装有弹簧或弹性装置。

根据闸阀启闭时阀杆运动情况的不同，可将闸阀分为明杆式和暗杆式两大类。明杆式闸阀在开启时，闸阀的阀杆、闸板同时做上下升降运动；而暗杆式阀杆只

能做旋转运动，不能上下升降，但阀门可以做升降运动。

(3)闸阀的特点及用途

闸阀的特点是无水锤现象、易调节流量、流动阻力小，但结构复杂、尺寸较大、价格较高、密封面较大、易磨损。闸阀只作为截断装置用，或者完全开启或

者完全关闭，不能用作调整或节流装置。在电厂，闸阀广泛应用于给水、凝结水、蒸汽、抽汽、空气、循环冷却水等各系统中。

2、汽轮机管道阀门故障原因及维修策略探讨

2.1油控跳闸阀动作逻辑错误

在管道阀门处于无蒸汽状态下时，选取压力表安装在油动机测压口观察数据

变化情况，监测数据表明在开启主汽阀时压力数值为2MPa，在主汽阀到达全开

状态下时压力数值为7MPa；在关闭油控跳闸阀时压力数值为2MPa，当其到达全

关状态下时压力数值为4MPa。在有蒸汽状态下启动管道阀门，在挂闸时主汽门

平衡阀迅速打开，使主汽门压力处于平衡状态，此时尚未形成轴端压力，主汽阀

开启所需液压与无蒸汽状态下持平。伴随阀门的开启，阀芯内部蒸汽压力逐渐减小，待主汽阀压力为7MPa时到达全开状态，而油控跳闸阀当压力为2MPa时阀

门开始关闭且开度逐渐减小，此时阀芯所受的蒸汽反作用力持续增大，导致液压

油所需克服阻力持续增大，此时阀门到达全关状态下所需油压的计算公式为：

4+252/402×7.6=7.0MPa

在打闸过程中，油压在不计摩擦力影响下于14MPa时开始下降，在回油作用

的影响下油控跳闸阀在8MPa时开启、在5MPa时全开。鉴于此时阀轴处于压紧

状态，受到一定的旋转阻力影响，因此在阀门关闭时油压应小于7MPa，导致油

控跳闸阀在主汽阀动作前发出动作，进而使得主汽门轴端高压蒸汽卸压，在

300ms时间内关闭主汽门。但在汽轮机组实际运行的过程中，油控跳闸阀所受的

摩擦力是不可忽视的，导致打闸时油控跳闸阀未能先于主汽阀动作，引发主汽阀

卡涩等问题。在进行维修处理时可以选取LESLIE阀门完成油控跳闸阀换型，配合

Φ60×48×6不锈钢缩颈蒸汽管道、Φ16×3不锈钢油管道，依据机组现场空间走向

完成管道布设，将机组阀门竖直安装，优化油控跳闸阀的使用性能。

2.2油动机缓冲装置堵塞

在机组打闸时，主汽阀油动机缓冲装置内部的活塞下腔室EH油经由有压回油管进行泄油，到达活塞行程末端时利用圆柱封堵回油口，余下EH油经由缓冲装

置完成缓慢泄油，实现对活塞的保护。待阀门处于全关状态下时，油动机活塞余

下6.5mm的空行程。倘若在泄油管内含有杂物，将极有可能在泄油过程中堵塞缓冲装置孔洞，阻碍EH油排出，进而使得阀门在活塞最末行程难以正常关闭。因

此在维修时应先针对油动机进行解体，检查其内部有无杂物、油道是否清洁，测

试缓冲装置能否正常开度，并利用酒精进行油道、部件的清洗，测量活塞空行程

是否满足设计要求，防范油动机缓冲装置出现油孔堵塞问题。

2.3油控跳闸阀管线堵塞

在机组打闸时油控跳闸阀随之而打开，将主汽阀轴端的高压蒸汽向凝汽器输送，倘若该排汽管线出现堵塞问题将导致轴端无法泄压，阀轴、碗型密封保持压紧，加大了阀门关闭时所受到的阻力。此时由于主调节阀处于关闭状态下，其阀

板两端压力趋于平衡，因弹簧力难以克服阀轴圆周方向阻力，导致主汽阀无法实

现完全关闭。在进行维修时应将位于油控跳闸阀下部的电动阀法兰脱开，针对压

缩空气管道进行吹扫，防范管线中存在堵塞问题，以此保障油控跳闸阀排汽管线

的畅通。

2.4主汽阀部件卡涩

将主汽阀进行解体检修，常见油控跳闸阀端盖与闸板摇臂、阀轴间出现明显

摩擦痕迹，由此说明主汽阀部件存在卡涩问题，其卡涩原因主要包含动作逻辑错误、阀内部件尺寸与轴向预留膨胀间隙不匹配、阀轴两端支撑与中间轴套不同心等。在进行维修时应注重调整轴向预留膨胀间隙，依据阀轴材质、线膨胀系数、

阀轴向非驱动端膨胀有效长度、温度变化以及其他部件等因素进行热膨胀量计算，确保预留合理的热膨胀间隙。在现场检修时应先拆除非驱动端端盖，利用千斤顶

使阀轴向驱动端移动，待碗型密封压紧后将端盖复原，依照设计要求进行螺栓拧紧，通过模拟运行工况测试其维修效果。在应对轴套不同心问题时，应选取激光

仪作为测量仪器，在抽出阀轴后将阀芯摇臂、推动连杆拆除，将其他部件进行回装，并将激光发射源固定在阀体一侧，使其到达轴孔中心，将二维激光接收器固

定在轴套口部位置，保障激光接收器窗口可接收到激光光束，并利用数据接收终

端读取参数位置，通过不断调整保障四个轴套同心度良好，以此解决阀门、部件

卡涩问题。此外，还可以针对非驱动端摇臂端面进行铣削加工，待完成加工后进

行阀门组装，保障轴系膨胀间隙叟5mm，以此解决主汽阀部件的摩擦、卡涩问题。

2.5再热阀卡涩

再热阀卡涩的主要原因是轴承抱死，对此可采用以下几种方法进行维修处理：其一是安装蒸汽隔热屏、漏汽收集与疏导系统，在阀轴处采用盘根密封方法隔离

蒸汽，减轻高温蒸汽对轴承影响，借助SEK系统引走漏汽、疏水；其二是更换驱

动端轴承，增添其定位功能，并将滚柱轴承替换为双列圆锥滚子轴承，防范阀轴

偏移、窜动；其三是更换耐温等级高的油脂，防止油脂出现劣化问题；其四是拆

除汽室保温装置，在非驱动端汽室、阀轴端部安装散热肋板，加强对流散热，并

在汽室安装栅格防护罩，以此降低轴承运行环境温度，优化散热效果。

3、结束语

总而言之，当前智能型气动阀已在汽轮机组中得到了广泛的应用，相应也对