胡洲/文
（浙江電科院（yuàn））

　　1　設備簡介

　　某汽輪機組是上海汽輪機生產的600MW亞臨界、單軸、四缸、四排汽、中間再熱、凝汽式汽輪機，機組型號為N600－16.7/538/538。機（jī）組正常（cháng）運行時，主汽閥卡澀（sè）問題並不常見，表現出來的現象也不（bú）是很（hěn）典型，有時很難（nán）準（zhǔn）確判斷，但如果（guǒ）不能及時發現，機組的安全運行將會（huì）受（shòu）到嚴重威脅（xié）。

　　2　故障描述

　　該機組對汽輪機高壓主汽（qì）閥進行了改造，由杠杆式連接全部改（gǎi）為直（zhí）連式。機（jī）組A修後重新啟動，機組並網後利用（yòng）單閥控製模式升負荷。當負荷升至311 MW 時，汽輪機1 號瓦（wǎ）T1/T2 點溫度達到84.66℃/98.79℃，而該機組A修前相同負荷工況（kuàng）時汽輪機（jī）1 號瓦溫T1/T2 僅（jǐn）為78.54℃/86.24℃。對比數（shù）據發現，該機組A修後汽輪機1 號（hào）瓦溫出（chū）現了明顯偏高問題，#1瓦瓦溫比A修前升高了12.55℃。

　　由於機組在A 修期間對（duì）汽輪機1 號瓦曾進行解體檢修，並按照標（biāo）準工藝進（jìn）行了裝複，因此基本可（kě）以排除1號瓦存在軸（zhóu）瓦損傷或（huò）安裝工藝不規範的情況。直（zhí）觀判斷，可能是汽輪機1 號瓦的承重力發生了改變，導致1號瓦軸承的承重力比A修前有所（suǒ）增大。

　　3　故障（zhàng）分析

　　3.1轉子受力分析

　　機組1號高壓主汽閥控製汽輪機左側的1號與3號高壓調節閥（fá），2號高壓主（zhǔ）汽閥控製汽輪機右側的2號與4號高壓調節閥。圖1為（wéi）汽輪機高壓轉子受力分析圖。

圖（tú）1 高壓轉子汽流受力分析簡圖

　　可以看出，轉子y方向向下（xià）所受到的（de）汽流力為：Fqy＝by＋dy－ay－cy，當機組采用單閥進汽（qì）時，4個高調閥的進汽開度是一致的，因此轉子y方向向下所受到的汽流力（lì）（by＋dy）與y方（fāng）向向上所受到的汽（qì）流（liú）力（ay＋cy）應該處於平衡狀態（tài），理論上Fqy＝0，若出現汽輪（lún）機左側進汽流量小於右側進汽流量的情況時，汽輪（lún）機轉（zhuǎn）子左右側（cè）所收到（dào）的蒸汽力必然（rán）會（huì）發生變化，by＋dy> ay＋cy，轉子 y方（fāng）向向（xiàng）下的所受到的汽流力必然增大Fqy> 0，很顯然，這會（huì）造成汽輪機#1瓦y方向受力增大，瓦溫升高。

　　根據上述推斷，分析認為造成汽輪機1號瓦溫偏高的原因，很可能（néng）是機組在單閥方式下運行時汽輪機左側進汽流量小於右側進汽流量，造成1 號瓦下半部左右兩個側麵的軸（zhóu）瓦（wǎ）承受力均較A修前有所增大，T1/T2點的瓦溫偏高。因此，初步判斷1號或3號高（gāo）壓調節閥沒有打開，或者1號高壓主（zhǔ）汽閥未全開，為此進行了下列試驗。

　　3.2 關閥試驗

　　機組協調控製撤出、負荷275 MW、汽輪機單閥狀態，各高壓調節（jiē）閥開度為30%，以每次1%的幅度關小3 號高壓調（diào）節閥，觀察機組負荷（hé）反應。結果表明，在（zài）3號（hào）高壓調節閥關（guān）閉的過程中，機組負（fù）荷、主（zhǔ）蒸汽壓力均沒（méi）有明顯變化，直到全關；3號高壓調節（jiē）閥全關後（hòu），關小1、2、4號高（gāo）壓調（diào）節閥任一閥門（mén）到27%左右，機組負荷下降明顯，約（yuē）降低5 MW。初步判斷，3號（hào）高壓調節閥可能存在閥碟脫落的問題，或3號高壓調（diào）節閥後（hòu）的調（diào）節級區域發生了堵塞。

　　3.3 升負（fù）荷試驗

　　手（shǒu）動關閉3號高壓調（diào）節閥，機組緩（huǎn）慢升負荷到438 MW，此時4 個調節閥開度分別為100%/29%/0/100%，主蒸汽（qì）壓力（lì）16.5 MPa。直（zhí）觀分（fèn）析，在此壓力與調閥開（kāi）度（dù）下，負荷偏低。查A修前運行數（shù）據，在主蒸汽壓（yā）力14.7 MPa，4 個調節閥開度分別為100%/0/0/100%時，機組負荷為（wéi）400MW，折算到主蒸汽壓力16.5 MPa 時，對應（yīng）的負荷（hé）應為446 MW，即之前“兩閥全開、兩閥全關”對應的負荷比現在閥（fá）門狀（zhuàng）態對應的負（fù）荷還要高，這說明機組的通流（liú）部分確實存在問題。

　　經現（xiàn）場檢查，發現機組1號（hào）高壓主汽閥閥體溫度要比2號高（gāo）壓主汽閥閥體溫度低10℃。

　　綜合（hé）以上判斷，初步分析認為，造成上述現象的原因為（wéi）：機組（zǔ）1號（hào）高壓主汽閥閥蝶脫落或其後的3號高壓調節（jiē）閥閥碟脫落；或是1 號高壓主汽閥前的進汽管及進汽濾網、3 號高壓調節閥後的導（dǎo）汽管及其後的調節級（jí）區域發生了堵塞。

　　3.4 檢查情況

　　在機組停運後，對3號高壓調節閥進行了解體檢查，未發現其閥碟（dié）脫落（luò）；檢查（chá）1號高壓主汽閥前的進汽管及進汽濾網、3 號高壓調節閥後的導汽管及其後的調節級區域，未發現堵塞（sāi）。

　　對1 號高壓主（zhǔ）汽閥解體，檢查發現：預啟閥開啟100 mm 以上時，高壓主汽閥主閥（fá）蝶仍然未動，而高壓主汽閥的閥門行程是188 mm，這顯然與實際開啟時高（gāo）壓主汽閥主閥蝶的開啟點位置（zhì）不符合，表明1號高壓主汽閥的閥蝶（dié）已經脫落，拆除閥杆和1號高壓主汽閥（fá）的主閥蝶後，發現1號高壓主汽閥內用於帶動開啟主閥蝶的（de）內套筒已經全部脫落，如圖2所（suǒ）示（shì）。因此，機組運行過程中1號高壓主汽閥開啟時，其主閥（fá）閥碟未能全部打開，僅僅有少量（liàng）蒸汽通（tōng）過預啟閥和（hé）未全開的主閥進入高壓缸，造成汽輪機單側進汽，檢查結果與（yǔ）故障分析相（xiàng）符。

圖2 高主閥主閥碟與套筒（tǒng）

　　4　處理方法（fǎ）

　　該機組高壓主汽閥設計為直連式結構，整個高壓主汽閥采用水平方（fāng）式安裝，主（zhǔ）閥蝶和內套筒采用螺旋式安裝方式，其（qí）安（ān）裝工藝為（wéi）：在（zài）內套筒全部旋入主閥蝶後，再將主（zhǔ）閥蝶內壁邊緣的幾個點進行（háng）鉚邊，利用內套筒與（yǔ）主閥蝶的螺紋來承受高壓主汽閥的開啟壓力，利用鉚邊來對內套筒進行（háng）定位和限（xiàn）位。從現場（chǎng）檢查（chá）的情況看，原有的鉚邊已經全部脫落（luò），在不修正（zhèng）凹凸不平（píng）的鉚邊的情況下（xià），內套（tào）筒已可以在主閥蝶（dié）內自由裝複和拆卸。

　　分析主閥蝶內套筒脫落的（de）原因：由於高壓主汽閥（fá）采用水平方式安裝，閥（fá）杆（gǎn）較長（zhǎng），在高壓（yā）主汽閥整（zhěng）體裝複後，閥杆可能與內套筒不（bú）同心，造成內套筒的水平下半部的螺紋壁受到（dào）向下的壓力，在高壓主汽閥閥杆移動或者是在（zài）機組打閘突然關閉高壓主汽閥時（shí），高壓主汽閥內套（tào）筒的鉚邊可能受到了振動（dòng）、壓力或（huò）者衝擊（jī）力，導（dǎo）致鉚邊脫落，主閥蝶內的內套筒在鉚邊脫（tuō）落後由於蒸汽（qì）力或閥體振動（dòng）等原因產生了旋轉，Z後整（zhěng）體從（cóng）主閥蝶中脫落，使主閥蝶無法開啟，造成（chéng）汽輪機單側進汽。

　　高壓主汽閥（fá）主閥蝶內套筒脫（tuō）落後，高壓主汽閥主閥蝶處於自由狀態，高壓主汽閥閥杆向開啟方向運動（dòng）時，預啟閥開啟到（dào）一定位置碰到限位的主閥蝶內套筒後隻能帶動內套筒一起向開閥方向運動，高（gāo）壓主汽（qì）閥主閥碟停留在原來的位置（zhì）不會移動。當機組打閘時，預啟閥會頂住主閥蝶，帶動主閥蝶（dié）一起快速關閉，因此高壓主汽閥（fá）主閥蝶脫落不會（huì）對（duì）高壓主（zhǔ）汽閥的快速關閉（bì）能力（lì）造成影響，僅僅影響高壓主（zhǔ）汽閥的開啟程度，但通過對高壓主汽閥的主（zhǔ）蒸汽流量產生影響，Z終會造成（chéng）汽輪機轉子受（shòu）力變化，影響到（dào）軸（zhóu）瓦的溫度與轉子振動。

　　現場對脫落的（de）主閥碟和內套筒重新進行了裝複，原設計中內套筒限位功（gōng）能暫無法改進，內套筒重新裝複後，對鉚（mǎo）邊部位進行了（le）仔細（xì）加工，增加了鉚邊點數及鉚邊強度，加強對內套（tào）筒防轉（zhuǎn）限製。經過上述處理之（zhī）後，主閥碟（dié）和（hé）內套筒易脫落的問題得以解決。

　　5　結論與建議

　　汽輪機軸瓦溫度發生異常的原因很多（duō），汽輪機進汽通流麵積發生變化會導致汽輪機的進汽壓力不平衡，汽門進汽方式不正常、配汽方式不合理是其中的一個重（chóng）要原因。汽輪機進汽壓（yā）力不平衡，會導致（zhì）轉子受力不均，造成軸瓦溫度偏高、軸承（chéng）振動（dòng）高等現象。檢查（chá）確認汽門正常的（de）進汽方式，優化合理的配（pèi）汽方式，有（yǒu）利於改善汽輪機軸瓦瓦溫、降低軸承振動。

　　直連式（shì）高壓主汽閥與杠杆式高壓（yā）主汽閥結構相比（bǐ），具有結構簡化、便於安裝和檢修等特（tè）點，但由於安裝工藝中鉚邊工（gōng）藝不成熟或者實際鉚邊時鉚得太淺，運行中容易（yì）造（zào）成高壓主（zhǔ）汽閥主閥蝶與（yǔ）套筒脫落的（de）現象，建議製造廠優化鉚邊工藝細節（jiē），或改進安（ān）裝工藝，將鉚邊工藝改為銷子限（xiàn）位工藝，防（fáng）止高壓主汽閥主（zhǔ）閥（fá）蝶內套筒位置不固定，在運行中逐漸（jiàn）與主閥（fá）脫落的現象再次發生。

　　機組在運行過程中，應適時安排高壓調節閥全行程活動性試（shì）驗，並對機組各負荷段（duàn）的運行（háng）參數和高壓調節（jiē）閥開（kāi）度進行詳細記（jì）錄和對（duì）比，提早發現高壓主汽閥閥蝶脫落的事故隱患，保障機組的安全運行。

（來源：汽機監督）