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许昌龙岗电厂高压调门油动机

2016-12-30范伟

科学家 2016年3期
关键词:渗油汽门密封件

摘要许昌龙岗电厂2号机组(350MW)在正常运行过程中,因油动机厂家设计安装的导向套等密封件与活塞杆配合出现问题导致油动机漏油。针对漏油情况进行了分析,并对油动机导向套密封型式进行改造,消除了机组异常情况。

关键词油动机;漏油

许昌龙岗发电有限责任公司两台350iffW火电机组(编号分别为#1、#2),2001年投入运行。该机组由美国西屋公司总承包,上海汽轮机厂组装建造,该机组为亚临界单轴双缸双排汽、一次再热冷凝式汽轮发电机组,在设计和制造上采用高、中压缸合缸对称布置,低压缸双缸、进汽分流布置,高压缸有两个主汽阀和4个调节汽阀,中压缸有两个主汽阀和两个调节汽阀,主、再热汽阀油动机均由上海汽轮机厂配套生产。每个高压主汽阀和两个高压调节汽门都置于同一个壳体之内,主汽门为卧式布置,调门为立式布置,每个阀门的执行结构都装在旁边,高压主汽门和高压调门的壳体由三根刚性的摆动支柱支撑着。高压主汽阀是紧急停机时的重要部套,采用具有预启阀的双阀座结构,其中主阀和预启阀都是非平衡式的,带有球柱状阀芯的阀门。每只调节汽门都有一套独立的执行机构,因而可在任何负荷调门控制方式下,自由地顺利地进行切换和稳定运行。这些阀门控制方式包括全周进汽、部分进汽和混合运行时的单阀或多阀运行,高压调门汽门为球头型单座阀。

高压主汽门和高压调节汽门的执行机构包括单侧进油油动机、线性差动位移传感器、快关油门、逆止门部套。机组正常运行中阀门控制方式采用全周进汽,顺序阀调节,通过调节四个高压调节汽阀的开度,分别控制内缸里相应的4个喷嘴的进汽量,来达到控制负荷的目的,高压调节汽阀分别由各自独立的油动机控制,油动机由高压抗燃油(工作压力13.8MPa~14.5MPa)的液压作用驱动。

1事件描述

许昌龙岗发电有限责任公司2号机组2014年9月份A级检修期间,油动机外委检修,在正常试验条件:

介质:磷酸酯抗燃油;

额定工作压力:14.5±0.5MPa;

油温:30℃~50℃;

环境温度:10℃~40℃;

试验油清洁度要求:NAS6级;

进行相关检测试验,磨合试验:油缸满行程磨合100次,活塞杆上允许有油膜,但不能成滴;耐压试验:压力20MPa、3min,不得有外泄漏和零件破坏。内泄试验:作者简介:范伟,助理工程师,汽机专业点检员。在压力14.5MPa、油温30℃以上条件下,内部泄漏不超过:400ml/分(油缸直径<φ125);500ml/分(φ125≤油缸<φ200)。合格后,返厂回装,油冲洗过程中发现高压调门GV4油动机漏油,联系厂家人员现场处理,对GV4油动机活塞杆密封件进行重新更换,并启动抗燃油系统,冷态下挂闸做静态试验,对油动机多次进行静态调试,观察高压调节汽门GV4活塞杆处不再渗油,10月29日机组并网运行后,发现GV4油动机仍少量渗油,由于高压调门阀门控制方式采用顺序阀控制,机组正常运行过程中高压调门GV4基本保持全开状态,渗油无扩大趋势,观察运行,待机组停运时进行检修。

2015年1月16日,2号机组临停检修,高压调门GV4油动机重新返厂解体检修,并进行相关试验,磨合试验:油缸满行程磨合100次,活塞杆上允许有油膜,但不能成滴:耐压试验:压力20MPa、3min,不得有外泄漏和零件破坏。内泄试验:在压力14.5MPa、油温30℃以上条件下,内部泄漏不超过:400ml/分(油缸直径<φ125);500ml/min(φ125≤油缸<φ200),试验合格后,2月11日返厂后进行回装,抗燃油质合格后,启动抗燃油系统对油动机分阶段进行冲洗,待油冲洗合格后,3月1日2日期间,冷态下挂闸对主机高、中压主汽门、调门多次进行静态试验,反复对高压调门进行活动,合格后,检查油动机无漏油,3月4日机组并网运行后,阀门控制方式由单阀切换为顺序阀,3月5日点检发现GV4油动机活塞杆处漏油,漏油量较大,联系热工、运行人员将阀门控制方式切换为单阀控制,并将高压调节汽门GV4关闭到零,并关闭GV4油动机进油手动门。

2原因分析

许昌龙岗电厂2号机组(350MW)高压调门油动机采用的导向套内径为中50与活塞杆配合间隙最大值为0.089ram(H8/f7间隙配合),铜材质;密封型式为两道Y×型密封圈,两道耐磨环,密封圈材质为氟橡胶。

另外,高压调门开启顺序为GV3-GV4-GV1-GV2,正常运行时,通往喷嘴上部的GV3、GV4全开,通往喷嘴下部的GV1、GV2调节进汽流量。由于机组日常运行中高压调门GV4开度处于全开位置,基本排除由于密封件长期使用疲劳磨损导致漏油。

根据渗油这一事实,结合油动机结构及阀门开启顺序,分析渗油原因如下。

1)油动机活塞杆处密封采用YX型密封,YX型密封件要求配合间隙较小,加装导向带后,导向套与杆径间的间隙也有相应要求,且间隙要大于YX型密封件所需间隙,否则,导向带则失去自身导向支撑的作用,如果间隙过大,对于YX型密封件而言,其受力面积增加,加之其材料结构特性,则容易出现渗油,密封件间隙过大也是导致渗油的可能性原因。

2)导向套内部的密封件本身的质量问题,一般对于专业设计、生产厂家而言,错用密封件材质也是导致渗油的可能性原因。

3)导向套本身的材质问题,由于密封采用的是铜套,如果是铜材质,那么铜料本身是否存在材质缺陷,比如材质疏松、砂眼等缺陷,如果存在,也是导致渗油的可能性原因。

4)油动机安装后,活塞杆与门杆及联轴器间的同心度不好,导致活塞杆受到径向力,促使活塞杆偏向一侧,压迫密封件,使密封件出现单侧挤压,另一侧无过盈量的现象,且活塞杆伸出距离较长,这种挤压现象越严重,渗油的几率越大。

结合2014年9月份A级检修期间及2015年1月16日2号机组临停检修期间对高压调门GV4油动机外委返厂检修,更换活塞杆及密封件等,及机组日常运行过程中GV4调节特性,初步判断油动机渗油为活塞杆导向套密封结构不合理,0型圈磨损导致。

3处理措施

2015年4月10日油动机返厂解体后,检查油动机导向套与活塞杆配合间隙最大值为0.089mm,不存在间隙过大导致渗油的情况。导向套为铜套,不存在缺陷,另外,密封件采用氟橡胶,符合设计要求。

由于我厂2号机组自2001年投入商业运行以来,经过长时间运行,部分零件可能产生变形,造成装配误差变大等隐患,随即对原密封结构进行改造,采用一道BA型密封圈,一道YX型密封圈的密封结构,由于BA型密封圈唇边厚度较厚,相应密封面积得到增加,这样可以保证在较差环境下活塞杆密封处不漏油。另外,油动机返厂回装过程中,先进行了联轴器的安装与固定,使活塞杆与门杆处于同心位置,再固定操纵座的固定螺栓,避免密封件出现单侧挤压导致漏油的可能。冷态下挂闸对油动机多次进行静态试验,合格后,检查油动机无漏油,2015年6月11日,机组并网运行后,检查高压调门GV4油动机无漏油现象。

4结论

主、再热汽阀油动机由高压抗燃油驱动,工作环境恶劣,为保证机组的安全稳定运行,要加强对油动机的检修监督管理,油动机检修时要特别注意导向套与活塞杆配合尺寸,及密封件结构、材质等问题,避免间隙过大,结构型式设计不合理及材质错用等造成的油动机漏油现象。

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