锅炉给水泵汽轮机速关阀挂闸故障分析与处理

2012-11-15尚念青

浙江电力 2012年3期

尚念青

（国华浙能发电有限公司，浙江宁海 315612）

某600 MW亚临界机组A给水泵汽轮机经过大修后，汽轮机速关阀在调试和冲转时发生启动油压低，无法打开的现象，只能通过2次连续挂闸方可使速关阀打开，设备运行存在隐患，影响机组的正常运行。给水泵汽轮机速关阀在挂闸过程中出现故障的情况较为普遍，类似问题的解决也显得非常迫切。

1 设备概述

给水泵汽轮机（简称小机）型号为NK63/71/0，单缸，轴流，反动式，其调节油系统见图1。小机的配汽机构有主汽门（简称速关阀）、调节汽阀、管道调节阀等，速关阀的作用是紧急情况下在尽可能短的时间内切断进入小机的蒸汽。速关阀水平安装在小机进汽室侧面，主要由阀体和油动机两部分构成，速关阀的开关由其右侧的油动机控制。速关阀的油动机主要由油缸、活塞、弹簧、活塞盘及密封件等构成，油动机用螺栓固定在阀盖上。

为实现紧急状况下速关阀的快速关闭，配置了速关组合件、危急保安装置。速关组合件主要由速关油电磁阀1842，启动油电磁阀1843，停机电磁阀2222，2223，手动停机阀2250，速关试验用手动阀2309，速关油回路上的Dg16插装阀，停机回路上的Dg40插装阀，启动油油路上的溢流阀1853及节流孔等组成。速关组合件中，控制启动电磁阀1843的时间继电器设为60 s（一般为45～75 s），控制速关油电磁阀1842的时间继电器设为15 s（一般为10～20 s）。溢流阀1853的作用：保持在启动过程中，启动油压低于速关油压。速关油压约为0.05 MPa。

危急保安装置的作用是当小机出现故障时，危急保安装置将速关阀中的速关油泻掉，快速关闭速关阀，滑阀结构见图2。其工作原理是：从速关组合件来的开关油M，使危急保安装置的滑阀处于工作位置，这样压力油从接口P经节流孔板（Ф5.5 mm）进入危急保安装置。由于活塞的环形面积比凸肩的环形面积小，所以运行时速关油在滑阀上的作用力大于弹簧力，将滑阀凸肩紧密地压在套筒的端面上，这样回油T被切断，速关油经油口E流出壳体，经速关组合件进入速关阀。如果危急保安装置前的油压下降，则弹簧把滑阀推向套筒的端面使进油切断，速关油与回油接通，速关油泄压，则速关阀关闭。

图2 危急保护装置滑阀

2 速关阀故障原因分析

2.1 故障描述

A小机经过大修后进行各项调试，高压调门和低压调门开启正常，小机速关阀在调试和冲转时无法正常打开，只能通过2次连续挂闸才可开启速关阀。就地检查发现，启动油压偏低。正常情况下启动电磁阀带电，启动油压达到0.75 MPa以上后，速关油压建立，速关阀打开。但大修后调试过程中启动油压只有0.5 MPa左右，导致速关油压不能建立，速关阀无法正常开启。

2.2 原因分析

通过分析认为引起速关阀启动油压低，速关油无法正常建立的原因可能有以下几个方面：

（1）小机调节系统调节油压低。

（2）速关油油路电磁阀（2222，2223，2250，1842）、启动电磁阀（1843）、溢流阀（1853）故障。

（3）速关阀油缸内漏量大。

（4）启动油节流孔被杂质堵塞，节流太大，导致启动油压低。

（5）调节油至危急保护装置节流孔被杂质堵塞，导致速关油压低。

（6）危急保安装置内漏量大。

3 故障处理

图1 小机调节油系统

首先将A小机与挂闸正常的B小机相关油压进行了比较（A，B小机各油压力表取样管引出位置相近，各油压值具有可比性），数据见表1。由表1中可知，A，B小机调节油压均为0.9 MPa，调节油压正常。启动电磁阀带电后，B小机的启动油压能够迅速建立，达到0.8 MPa，而A小机一开始只有0.3 MPa，然后缓慢上升到0.5 MPa，并且不再上升。15 s后速关油压开始形成，只有0.3 MPa（B小机为0.8 MPa），无法打开速关阀。

按照以往处理经验，原因可能是启动电磁阀卡涩，导致启动油压不能完全建立。于是对启动电磁阀进行了清洗，但未见效果，更换新的电磁阀后仍无效。

如果速关电磁阀和停机电磁阀内漏，泄油量过大，分流了启动油的流量，也有可能导致启动油压偏低，故又对速关电磁阀和停机电磁阀进行了清洗，挂闸时启动油压仍偏低。

拆开调节油母管到速关组件之间的油管，再次拆下速关组件上的所有电磁阀，用白布蒙着压缩空气进行吹扫，未发现异物堵塞，更换1853溢流阀，恢复后挂闸，速关阀仍打不开。

因怀疑将速关阀油缸装错，检查了速关阀油缸，停运A小机油系统后将A小机速关阀的油缸解体，没有发现异常。考虑到油缸内漏较大，也会导致启动油压及速关油压偏低，解体后更换了油缸桶与活塞之间2个聚四氟密封圈。恢复后挂闸，速关阀仍未打开。

经过以上处理工作后，2.2原因分析中第1～4条可以排除。

在多次调试过程中，逐渐摸索出1条规律，第1次挂闸失败后立即恢复，随即进行第2次挂闸，这时启动油压缓慢上升到0.5 MPa后，能够跳跃上升到0.75 MPa，15 s后速关电磁阀失电时，能够建立正常的速关油压，速关阀开启。对此现象分析，很可能是第1次挂闸失败后油压未完全泄完时再挂闸，相对增加了进油量，保证了启动油压的建立。这就说明小机调节系统中可能有泄油量大的地方。

对调节油至危急保安装置的节流孔进行了检查，发现节流孔正常，无堵塞现象，排除第5条原因。又将启动油至危急保安装置的油管拆开，在管内加装堵板（试验完成后将堵板拆除），然后再次进行挂闸，压力迅速上升至0.8 MPa，启动油压正常，这也充分证明缺陷的原因就是危急保安装置内漏量偏大。

对于危急保安装置内漏量偏大的缺陷，有2种解决办法。一是对危急保安装置解体检修；二是更改电磁阀的动作时间。但是，第1种处理方式需要对小机轴承箱进行解体，工作量较大，技术难度高，同时小修工期有限，不宜采用。于是采取了第2种方法：延长速关电磁阀（1842）、启动电磁阀（1843）动作时间，确保各油压正常，使小机正常启动。

A小机速关电磁阀（1842）、启动电磁阀（1843）动作时间的设定值现在分别是15 s和30 s，考虑到15 s时，速关电磁阀（1842）即失电，而此时启动油压还较低，油缸活塞和活塞盘可能没有密封，不足以为速关油压的建立提供充分的条件，使速关油由油缸回油口直接泄掉，速关阀无法开启；或者，即使此时启动油压足以使油缸活塞和活塞盘密封，但是因为30 s时，启动油就要泄放，因启动油压释放较早，导致本来已经达到密封状态的油缸活塞和活塞盘再次脱离，速关油同样从回油口泄放，速关阀无法开启。经过以上分析后，把A小机速关电磁阀（1842）、启动电磁阀（1843）动作时间的设定值分别延长至60 s和90 s，再次试验，A小机启动油压达到0.75 MPa，速关阀正常开启，故障得到解决。