300MW汽轮机高压主汽门卡涩原因及其处理

300MW汽轮机高压主汽门卡涩原因及其处理

摘要：叙述了沙角A电厂国产引进型300 MW汽轮机在运行中进行定期阀门试验时发现主汽门卡涩的过程。通过对主汽门油动机原理图的分析，找出汽门卡涩原因。对不同原因引起的卡涩，指出其处理应做好哪些安全措施、采用何种处理方法。最后总结了汽门定期活动试验值得注意的问题。

关键词：汽轮机；主汽门；阀杆；卡涩；故障

沙角A电厂5号汽轮机是引进美国西屋公司技术由上海汽轮机厂制造的300 MW汽轮机，该机型号为N300-16.7/538 / 538，配用SG-1025 /18.3M317型亚临界、中间再热、单炉膛强制循环锅炉。汽轮机调节系统是由美国西屋公司生产的DEH Ⅲ型数字电液调节系统，DEH系统液压部分采用高压抗燃油，其工作压力范围为12.4～14.5 MPa。机组设置12个油动机，分别控制2个高压主汽门，6个高压调速汽门，2个中压主汽门，2个中压调速汽门。除2个中压主汽门外，其余各门的开度均通过电液转换器受DEH系统计算机控制，DEH系统具有阀门在线全行程试验的功能。

1故障过程

2002年6月28日，5号机带210 MW负荷调峰运行，值班人员利用机组调峰的机会定期进行主汽门和调速汽门的活动试验(阀门试验是全行程动作试验，按厂家的要求，该机组进行阀门试验时必须将机组负荷降至210 MW以下)，在分别试各主汽门和调速汽门后发现A 侧高压主汽门(以下简称为TV1)不能动作。

当时TV1的活动试验操作是这样的：值班人员在执行了TV1汽门活动试验的程序后，同侧的1号、3号、5号高压调速汽门缓慢关闭，另一侧的2号、4号、6号高压调门相应缓慢开大，以维持试验过程中机组负荷不会大幅波动。本来当1号、3号、5号高压调速汽门全关后，DEH阀门试验的程序会发出指令快速关闭TV1，当TV1全关后其又会自动快速全开

启，只有在TV1全开启并且在操作员按下“START/OPEN/TRIP ”键后，1号、3号、5号高压调速汽门才会缓慢开启，直至开回原来的开度(相应的2号、4号、6号高压调门则会自动关回至原来的开度位置)，试验才算结束。但是这次1号、3号、5号高压调速汽门关闭后，TV1却无法关闭，并且完全不能动作，试验无法继续进行下去。看来TV1的动作存在问题。

由于一下子还不能判断TV1是机械卡涩还是热工信号或其它问题，因此为保证机组的安全运行，值班人员做好TV1是机械卡涩的最坏打算。在这期间必须做好防止机组突然甩负荷可能引起汽轮机超速的安全措施，于是值长下令将机组负荷减至160 MW，然后用主汽阀门试验的方法，将1号、3号、5号高压调速汽门关闭，机组处于单侧进汽方式下运行。在做好这个安全措施后交由检修人员处理TV1的故障。

2故障原因分析

图1是高压主汽门油动机的原理图。从图中可以看出，通过截止阀及10 μm金属网过滤器到油动机去的高压油流由电液转换器控制，DEH阀位指令信号及LVDT位置反馈信号在伺服阀放大器上相加，得出一个位置信号误差，伺服阀放大器控制电液转换器到相应于此信号的位置上，以精确控制油动机及主汽阀的位置。电液转换器是一个由液压控制的中心封闭的四通滑阀，其腔室内部还设置有一组精密过滤器，电液转换器或是使高压油进入油缸，以打开主汽阀，或是从油缸中排出工作油，使主汽阀关闭。快速卸荷阀是由危急遮断总管油压控制的，起快速关闭作用，此关闭与电信号系统无关(即与电液转换器的位置无关)。快速卸荷阀还可以用作主汽门的手动关闭。

从其工作原理的分析可以得知，可能造成主汽门不能关闭的原因有：阀杆等机械部分卡涩；热工电信号或电液转换器故障。

3故障处理

根据以上分析，我们需逐一进行检查。在检查之前，做好有关的安全隔离措施。虽然机组只带160 MW负荷，在单侧进汽方式下运行，并且故障侧的1号、3号、5号调速汽门也已用阀门试验的方法将其关闭，但这还不够，为防止故障侧的调速汽门突然误动作，还必须将故障侧的调速汽门(即1号、3号、5号调门)的油动机进油截止阀关闭，确保1号、3号、5号调速汽门在故障处理过程中时刻处于关闭位置。这样在检查或处理TV1故障过程中，不管TV1处于何种位置均不会对机组的运行有影响。这个隔离措施是非常必要的。

3.1检查是否阀杆等机械部分卡涩

暂停阀门试验，拆下控制箱的外罩壳，关闭TV1进油截止阀，然后缓慢旋出快速卸荷阀的压力整定阀整定杆直至其全部松出。如阀杆能够自由关闭，则说明阀杆等机械部分无卡涩，故障原因应该是其它方面。但实际上是在快速卸荷阀完全打开后，即油动机下油缸的压力油完全泄去后，油动机并没有动作，阀杆等机械部分有卡涩。机械卡涩的原因也是多方面的，可能是阀杆或者油动机活塞杆或者操纵座等机械连接件卡涩。因此，在这种情况下只有用铁锤顺着阀杆下关的方向进行适当力度的敲打，经敲打几下后，阀杆只是缓慢下关了20%行

程左右。阀杆能动说明其卡涩的程度并不很严重，可采取对油动机下部通油，全开主汽门，然后又将其排油，活动阀杆并在阀杆上喷上松动剂的方法来处理。通过来回供、排油几次，阀杆的关闭和开启越来越灵活，阀杆的每次开启均可观察到阀杆上带出的被松动剂溶解的铁锈。随着阀杆铁锈的清除并且确认在就地利用快速卸荷阀完全可以自由关闭和开启阀门后，恢复快速卸荷阀至正常状态，开回TV1进油截止阀，试验TV1的动作情况。在TV1全开后，再次执行TV1阀门试验程序，但TV1只能关闭15%行程左右，然后又自动开回100%行程位置。看来TV1的动作还是有问题，为此我们再次利用上述检查阀杆等机械部分是否卡涩的方法打开快速卸荷阀，在泄去油动机下油缸的压力油后，阀门立即关闭，看来阀杆等机械部分已不存在卡涩了。需进一步检查其它的原因。

3.2检查是否热工电信号或电液转换器故障

拆下电液转换器接线插头(如阀门关下，则为MVP板、电缆线或位移传感器故障)，全行程检查位移传感器的输出。按照该方法在拆下电液转换器接线插头后，阀杆还是无法下关，这样故障点可以进一步缩小到电液转换器上。

3.3更换电液转换器

拆下电液转换器接线插头，关闭油动机进油截止阀，打开快速卸荷阀，检查阀门关闭后，拧松电液转换器的安装螺钉，观察其结合面渗出的油量应逐渐变小。此时，应特别注意一点的是如果渗出的余油一直较大或无变小的趋势时，应重新拧紧安装螺钉，说明进油截止阀或回油逆止阀有泄漏，这样只能考虑停机停泵后再更换电液转换器、逆止阀或截止阀。在这期间，由于我们观察到渗出的余油在逐渐变小，说明系统隔离严密，于是拆下电液转换器，重新换上新的电液转换器。在锁紧安装螺钉后，关闭快速卸荷阀，缓慢拧松进油截止阀，检查结合面应无漏油后，插上电液转换器插头，并送上电信号，TV1立即全开。

为检查故障处理后的阀门动作情况，重新进行阀门试验。在执行TV1汽门的试验程序后，T