火電廠汽輪機(jī)主汽電動(dòng)閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)損壞原因分析及對(duì)策
文章針對(duì)目前大型火力發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程中汽輪機(jī)主汽電動(dòng)閥系統(tǒng)常見(jiàn)的缺陷形式進(jìn)行分析,對(duì)起機(jī)時(shí)無(wú)法打開(kāi)到檢修現(xiàn)場(chǎng)緊急處理這一過(guò)程進(jìn)行了描述,分析了處理過(guò)程,給出了解決辦法和改進(jìn)建議。為及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣系統(tǒng)缺陷,進(jìn)行預(yù)防性檢修提供了依據(jù),從而大大提高了機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。
某火電電廠二套9E燃?xì)庖徽羝?lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)容量2X180MW。配備兩臺(tái)上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的雙壓純凝式汽輪發(fā)電機(jī)組,額定功率55MW。本汽輪機(jī)組由余熱鍋爐來(lái)的新蒸汽分兩路,高壓蒸汽(5.6MPa/508℃)經(jīng)主汽電動(dòng)隔離閥進(jìn)入位于汽缸兩側(cè)的主汽閥、調(diào)節(jié)汽閥閥組,進(jìn)入與高壓內(nèi)缸鑄成一體的高壓蒸汽室(圖1),經(jīng)第1至12級(jí)作功后,與從余熱鍋爐來(lái)的低壓補(bǔ)汽(0.611MPa/254.20C)混合,經(jīng)第13級(jí)至19級(jí)壓力級(jí)作功后排入凝汽器。
圖1 磨損掉的螺牙屑
一、現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)象
4#汽機(jī)主汽電動(dòng)隔離閥(2CS2l-0l-ST)啟機(jī)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)無(wú)法進(jìn)行開(kāi)關(guān),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)而閥門(mén)不動(dòng)作。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查,初步分析為執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障所致,由于該閥在故障時(shí)處于全開(kāi)狀態(tài)(也就說(shuō)前天晚上該閥根本沒(méi)有關(guān)閉下來(lái)),故沒(méi)有影響周五的正常運(yùn)行。運(yùn)行員全天把主汽電動(dòng)閥電源拉開(kāi),防止白班運(yùn)行時(shí)閥門(mén)異常動(dòng)作,準(zhǔn)備在當(dāng)日晚上停機(jī)后拆檢電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
二、現(xiàn)場(chǎng)檢修結(jié)果
4#汽機(jī)晚上03:00停機(jī)完畢,辦理工作票,檢修電動(dòng)主汽門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu),檢查發(fā)現(xiàn)如下缺陷:
第一,電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥桿扭矩傳動(dòng)套(材料為耐磨銅)梯形螺紋嚴(yán)重磨損,大部分螺牙已經(jīng)磨損掉,閥桿無(wú)損傷,如圖2、圖3、圖4所示:
圖2 閥桿扭矩傳動(dòng)套嚴(yán)重磨損
圖3 閥桿五損傷
圖4 磨損掉的螺牙屑
第二,執(zhí)行機(jī)構(gòu)的兩個(gè)推力軸承型號(hào):51224(圖5、圖6)全部損壞,閥桿無(wú)法再進(jìn)行軸向定位,該閥執(zhí)行操作時(shí)扭矩造成閥桿向一側(cè)偏斜,造成閥桿被盤(pán)根壓蓋拉傷。
圖5 下部推力軸承損壞情況
圖6 上部推力軸承損壞情況
第三,由于損壞的部件暫無(wú)備件,考慮到近期負(fù)荷高峰期發(fā)電形式良好,為確保發(fā)電,我們決定將該閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)與閥體分離,運(yùn)行操作時(shí)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)可正常動(dòng)作(通過(guò)DCS模擬開(kāi)關(guān)變送),滿足機(jī)組日常啟動(dòng)的要求。但閥體我們還是采取了臨時(shí)的加固措施使該閥始終處于全開(kāi)狀態(tài),即用槽鋼卡住閥桿螺紋并用螺栓緊固,同時(shí)用行車(chē)吊住該槽鋼機(jī)構(gòu),并請(qǐng)運(yùn)行值班員注意啟停機(jī)時(shí)的操作和加強(qiáng)巡視,同時(shí)運(yùn)行也準(zhǔn)備了相關(guān)應(yīng)急預(yù)案,并上報(bào)總工部門(mén)備案。待備件回來(lái)再另行更換。
三、損壞原因分析
第一,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際檢查發(fā)現(xiàn),造成該閥故障的直接原因?yàn)槿庇椭瑵?rùn)滑所致。由于該閥工作溫度很高(約500℃左右),執(zhí)行機(jī)構(gòu)部位由于熱傳導(dǎo)也存在很高的溫度,閥門(mén)出廠所加的潤(rùn)滑脂在高溫下會(huì)很快損耗,造成執(zhí)行機(jī)構(gòu)缺油。解體檢查時(shí)在閥桿及軸承部位均為發(fā)現(xiàn)有任何潤(rùn)滑脂,且有很明顯的銹蝕現(xiàn)象。加之機(jī)組系調(diào)峰機(jī)組,幾乎每天有起停操作,該閥也就頻繁動(dòng)作,磨損。
第二,從早間起機(jī)準(zhǔn)備沖轉(zhuǎn)時(shí),才發(fā)現(xiàn)該閥不可用,可見(jiàn)晚間停機(jī)后沒(méi)有仔細(xì)巡視設(shè)備,閥門(mén)如在故障狀況,DCS畫(huà)面會(huì)出現(xiàn)相關(guān)報(bào)警現(xiàn)象。汽機(jī)脫網(wǎng)后,主汽電動(dòng)閥必須關(guān)閉,如給出關(guān)閥指令,而閥門(mén)沒(méi)有關(guān)閉下去,在DCS監(jiān)視電腦監(jiān)視屏上閥體也會(huì)出現(xiàn)黃色故障報(bào)警指示。
四、對(duì)策與引申
第一,盡快恢復(fù)該閥至工作狀態(tài),滿足運(yùn)行要求。
第二,為防止類(lèi)似的故障重復(fù)發(fā)生,決定立即對(duì)4#汽機(jī)的主汽電動(dòng)門(mén)在近期進(jìn)行一次拆檢。對(duì)兩臺(tái)汽機(jī)的主汽電動(dòng)旁路閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)也在近期進(jìn)行一次拆檢。同時(shí)兩套機(jī)組,在相關(guān)高壓,高溫環(huán)境下工作的閥門(mén)比較多,如鍋爐主汽電動(dòng)閥,鍋爐高壓循環(huán)泵出口電動(dòng)閥,循環(huán)水泵出口電動(dòng)閥,冷卻塔上塔門(mén)等皆是處于惡劣的工作環(huán)境中運(yùn)行,故立即對(duì)此些閥門(mén)進(jìn)行定檢很是必然。
第三,對(duì)相關(guān)閥門(mén)閥桿及軸承部位定期加潤(rùn)滑脂(MoS2),可定為一個(gè)月加一次。其中兩臺(tái)汽機(jī)的主汽電動(dòng)門(mén)對(duì)閥桿的潤(rùn)滑由檢修專(zhuān)業(yè)完成(在設(shè)備定檢時(shí)進(jìn)行),對(duì)下部軸承的潤(rùn)滑由運(yùn)行專(zhuān)業(yè)完成(下部軸承潤(rùn)滑有一加油嘴,比較隱蔽,須伏貼地面才能發(fā)現(xiàn))。
第四,運(yùn)檢部建立和規(guī)范設(shè)備運(yùn)行檔案,責(zé)任到人,具體到一個(gè)小小的閥門(mén),對(duì)相關(guān)參數(shù)如電流,振動(dòng),溫度、潤(rùn)滑等定期檢測(cè)和分析歸納,如有異常,及時(shí)匯報(bào)總工和檢修部門(mén),對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修、更換、整改和評(píng)估。
第五,盡快和各制造廠家聯(lián)系,把設(shè)備所有資料盡快歸檔、健全。因此次主汽電動(dòng)閥門(mén)的下部軸承潤(rùn)滑有一加油嘴,比較隱蔽,須伏貼地面才能發(fā)現(xiàn),也就是這次出現(xiàn)故障才發(fā)現(xiàn)這個(gè)加油嘴的。
參考文獻(xiàn)
[1] 上海汽輪機(jī)有限公司(STC).LZN55-5.60/0.65型55MW聯(lián)合循環(huán)雙壓凝汽式汽輪機(jī)產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)[S].產(chǎn)品編號(hào):165,制造單位:165-1.
[2] 揚(yáng)州電力設(shè)備修造廠電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)說(shuō)明書(shū)[S].2004.