火電廠汽輪機(jī)主汽電動閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)損壞原因分析及對策
文章針對目前大型火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程中汽輪機(jī)主汽電動閥系統(tǒng)常見的缺陷形式進(jìn)行分析,對起機(jī)時(shí)無法打開到檢修現(xiàn)場緊急處理這一過程進(jìn)行了描述,分析了處理過程,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)組由余熱鍋爐來的新蒸汽分兩路,高壓蒸汽(5.6MPa/508℃)經(jīng)主汽電動隔離閥進(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級作功后,與從余熱鍋爐來的低壓補(bǔ)汽(0.611MPa/254.20C)混合,經(jīng)第13級至19級壓力級作功后排入凝汽器。
圖1 磨損掉的螺牙屑
一、現(xiàn)場現(xiàn)象
4#汽機(jī)主汽電動隔離閥(2CS2l-0l-ST)啟機(jī)過程中發(fā)現(xiàn)無法進(jìn)行開關(guān),電動機(jī)轉(zhuǎn)動而閥門不動作。經(jīng)現(xiàn)場檢查,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)處于全開狀態(tài)(也就說前天晚上該閥根本沒有關(guān)閉下來),故沒有影響周五的正常運(yùn)行。運(yùn)行員全天把主汽電動閥電源拉開,防止白班運(yùn)行時(shí)閥門異常動作,準(zhǔn)備在當(dāng)日晚上停機(jī)后拆檢電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
二、現(xiàn)場檢修結(jié)果
4#汽機(jī)晚上03:00停機(jī)完畢,辦理工作票,檢修電動主汽門執(zhí)行機(jī)構(gòu),檢查發(fā)現(xiàn)如下缺陷:
第一,電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)閥桿扭矩傳動套(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,閥桿無損傷,如圖2、圖3、圖4所示:
圖2 閥桿扭矩傳動套嚴(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)的兩個推力軸承型號:51224(圖5、圖6)全部損壞,閥桿無法再進(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)電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)可正常動作(通過DCS模擬開關(guān)變送),滿足機(jī)組日常啟動的要求。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)用行車吊住該槽鋼機(jī)構(gòu),并請運(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)總工部門備案。待備件回來再另行更換。
三、損壞原因分析
第一,經(jīng)現(xiàn)場實(shí)際檢查發(fā)現(xiàn),造成該閥故障的直接原因?yàn)槿庇椭瑵櫥。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,閥門出廠所加的潤滑脂在高溫下會很快損耗,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,可見晚間停機(jī)后沒有仔細(xì)巡視設(shè)備,閥門如在故障狀況,DCS畫面會出現(xiàn)相關(guān)報(bào)警現(xiàn)象。汽機(jī)脫網(wǎng)后,主汽電動閥必須關(guān)閉,如給出關(guān)閥指令,而閥門沒有關(guān)閉下去,在DCS監(jiān)視電腦監(jiān)視屏上閥體也會出現(xiàn)黃色故障報(bào)警指示。
四、對策與引申
第一,盡快恢復(fù)該閥至工作狀態(tài),滿足運(yùn)行要求。
第二,為防止類似的故障重復(fù)發(fā)生,決定立即對4#汽機(jī)的主汽電動門在近期進(jìn)行一次拆檢。對兩臺汽機(jī)的主汽電動旁路閥的執(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)境下工作的閥門比較多,如鍋爐主汽電動閥,鍋爐高壓循環(huán)泵出口電動閥,循環(huán)水泵出口電動閥,冷卻塔上塔門等皆是處于惡劣的工作環(huán)境中運(yùn)行,故立即對此些閥門進(jìn)行定檢很是必然。
第三,對相關(guān)閥門閥桿及軸承部位定期加潤滑脂(MoS2),可定為一個月加一次。其中兩臺汽機(jī)的主汽電動門對閥桿的潤滑由檢修專業(yè)完成(在設(shè)備定檢時(shí)進(jìn)行),對下部軸承的潤滑由運(yùn)行專業(yè)完成(下部軸承潤滑有一加油嘴,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,具體到一個小小的閥門,對相關(guān)參數(shù)如電流,振動,溫度、潤滑等定期檢測和分析歸納,如有異常,及時(shí)匯報(bào)總工和檢修部門,對設(shè)備進(jìn)行檢修、更換、整改和評估。
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。因此次主汽電動閥門的下部軸承潤滑有一加油嘴,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)品使用說明書[S].產(chǎn)品編號:165,制造單位:165-1.
[2] 揚(yáng)州電力設(shè)備修造廠電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)說明書[S].2004.