300MW機(jī)組高壓主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥主門(mén)漏氣故障排除措施
華能井岡山電廠2#機(jī)組是20世紀(jì)90年代末生產(chǎn)的300MW亞臨界壓力汽輪發(fā)電機(jī)組,該機(jī)組已連續(xù)運(yùn)行10余年。該主汽閥為臥式布置一進(jìn)三出的聯(lián)合工作形式,主汽門(mén)采用臥式下部進(jìn)氣,3個(gè)調(diào)節(jié)閥為立式下部出氣。
1、故障簡(jiǎn)述
華能井岡山電廠2#機(jī)組是20世紀(jì)90年代末生產(chǎn)的300MW亞臨界壓力汽輪發(fā)電機(jī)組,該機(jī)組已連續(xù)運(yùn)行10余年。該主汽閥為臥式布置一進(jìn)三出的聯(lián)合工作形式,主汽門(mén)采用臥式下部進(jìn)氣,3個(gè)調(diào)節(jié)閥為立式下部出氣。
近5年,在整個(gè)運(yùn)行期內(nèi)主汽閥經(jīng)歷多次大修和檢修。最近進(jìn)行了大修,更換了閥座等大量零件;由于右閥閥碟與閥座接觸線斷線故障,多次對(duì)閥座進(jìn)行研磨處理,檢修處理后機(jī)組運(yùn)行不久內(nèi)漏故障依舊。蒸汽內(nèi)漏成了疑難故障。
2、故障產(chǎn)生的原因及檢驗(yàn)排查
對(duì)于高壓主汽調(diào)節(jié)聯(lián)合閥右閥的主汽門(mén)閥碟與閥座接觸線斷線問(wèn)題,曾在對(duì)閥座研磨過(guò)程中對(duì)密封線進(jìn)行檢查,接觸線為半周,而技術(shù)要求整圈連續(xù)接觸無(wú)斷線,并且經(jīng)過(guò)多次撞線檢查,每次接觸線位置不一樣。經(jīng)分析,真空技術(shù)網(wǎng)(http://shengya888.com/)認(rèn)為問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因有以下幾方面:
①閥座安裝質(zhì)量問(wèn)題;
②閥碟和閥座新舊不匹配問(wèn)題;
③閥桿彎曲導(dǎo)致閥碟非垂直接觸閥座問(wèn)題;
④閥殼變形導(dǎo)致閥座與閥蓋孔軸線偏斜問(wèn)題。
結(jié)合歷次檢修的結(jié)果,除進(jìn)行例行檢查外,有針對(duì)性地對(duì)閥座孔和閥蓋定位孔的同軸度和垂直度進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)檢查。對(duì)產(chǎn)生問(wèn)題的原因進(jìn)行逐一排查,具體檢驗(yàn)結(jié)果如下:
(1)閥座安裝質(zhì)量問(wèn)題。分解主汽閥后,檢查閥座接觸線有兩點(diǎn)斷線,接觸線整圈接觸寬窄不均勻,閥座安裝位置符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。
(2)閥碟和閥座新舊不匹配問(wèn)題。閥座與閥碟均按圖紙生產(chǎn)不存在新舊匹配問(wèn)題。閥座無(wú)變形,型線完好。
(3)閥桿彎曲導(dǎo)致閥碟非垂直接觸閥座問(wèn)題。閥桿拆解后進(jìn)行圓周跳動(dòng)及直線度檢查。經(jīng)測(cè)量,閥桿圓周跳動(dòng)合格,直線度超差0.03mm。通過(guò)檢測(cè)結(jié)果,閥桿彎曲不是閥碟斷線的原因。因?yàn)殚y桿與套筒的配合間隙能保證閥碟與閥座之間同軸度。
(4)閥殼變形導(dǎo)致閥座與閥蓋孔軸線偏斜問(wèn)題。在閥殼主閥座孔與閥蓋孔定位的檢查過(guò)程中,首先拆卸下閥座并清理閥座孔內(nèi)氧化皮,清理閥蓋定位止口孔及其平面,進(jìn)行閥座孔與閥蓋定位孔同軸度及垂直度的檢驗(yàn)。由于閥體安裝后為臥式,兩孔水平串接布置空間相距712mm,現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有檢測(cè)設(shè)備能進(jìn)行同軸度和垂直度的檢測(cè)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,設(shè)計(jì)了閥孔同軸度和垂直度檢測(cè)工裝。
檢測(cè)工裝設(shè)計(jì)如圖1。工裝支架用Φ10mm鋼筋制成,底部為三角形設(shè)計(jì)。三角形底座大小對(duì)應(yīng)于閥座孔Φ462mm圓,并保證三角形頂點(diǎn)與內(nèi)孔有1mm間隙,便于定位螺釘調(diào)整。工裝放入閥座孔后調(diào)整3個(gè)定位螺釘,保證三角形底座頂點(diǎn)與閥座內(nèi)孔之間的總間隙在0.05mm之內(nèi),見(jiàn)圖2。利用三點(diǎn)成圓和三點(diǎn)成平面原理,三角形底面上垂直立桿。在立桿的同一截面設(shè)置3塊百分表,下部百分表測(cè)量閥座內(nèi)孔徑向值,見(jiàn)圖3。上部?jī)蓧K百分表成相互垂直布置,一塊測(cè)量閥蓋定位內(nèi)孔徑向,另一塊百分表測(cè)量閥蓋內(nèi)孔止口垂直平面,見(jiàn)圖4。
圖1 同軸度檢測(cè)工裝工具
圖2 工具固定及標(biāo)記
測(cè)量時(shí)先調(diào)整好底部三角形定位,確實(shí)后將各個(gè)百分表歸零,并在測(cè)量止口圓上做好標(biāo)記便于測(cè)量記錄。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)止口圓以每90°標(biāo)記一點(diǎn),見(jiàn)圖2。
圖3 測(cè)量閥座內(nèi)孔徑向值
圖4 百分表成相互垂直布置
對(duì)上述數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)兩孔(閥座孔與閥蓋止口孔)徑向值在相同位置偏差最大在3#位置(相對(duì)于1#位置的180°位置),單向(表測(cè)量值)為0.15mm。對(duì)應(yīng)1#位置(0°位置設(shè)定值為0mm),計(jì)算同軸度偏差為(0+0.15)/2=0.075mm;去除底面檢測(cè)工裝安裝徑向間隙0.05mm,實(shí)際同軸度偏差為0.025mm,不大于設(shè)計(jì)要求的同軸度偏差0.05mm。
對(duì)閥座孔進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)如下表。
通過(guò)測(cè)量證明閥座孔與閥蓋定位孔中心同軸度偏差在合格范圍之內(nèi)。但是從檢測(cè)記錄中發(fā)現(xiàn)閥蓋止口定位平面垂直度嚴(yán)重超差,在2#(90°位置)和3#(180°位置)兩個(gè)位置上相對(duì)于1#(0°位置)位置百分表測(cè)量相差最大處達(dá)0.90mm以上。
用刀口尺檢測(cè)閥殼止口平面的平面度時(shí),發(fā)現(xiàn)止口平面變形為內(nèi)凹圓弧面,呈現(xiàn)不規(guī)則圓環(huán)狀,閥蓋定位孔靠近止口平面處金屬擠壓變形。根據(jù)此情況檢測(cè)閥蓋相對(duì)應(yīng)的止口部分,見(jiàn)圖5。閥蓋外圓設(shè)計(jì)高度為6mm的定位凸臺(tái)平面已經(jīng)變形,表面呈內(nèi)高外低的圓弧型,外圓實(shí)際高度為5mm左右,比設(shè)計(jì)要求值小1mm,見(jiàn)圖6、圖7。
圖5 閥蓋止口平面
圖6 凸臺(tái)高度檢測(cè)
圖7 平面變形檢測(cè)
通過(guò)以上原因排查,可以判定主汽門(mén)斷線的故障主要是閥蓋止口定位平面變形導(dǎo)致閥殼定位平面變形,使定位平面失去定位作用。閥蓋安裝后,按閥蓋與閥殼相對(duì)的止口定位平面最大偏差點(diǎn)0.90mm計(jì)算,可使閥頭偏斜量達(dá)1.50mm左右,從而閥頭定位呈現(xiàn)不定位置斷線,接觸線無(wú)重復(fù)。
3、故障處理措施及結(jié)果
按工藝要求,修復(fù)閥殼與閥蓋定位平面和內(nèi)孔,達(dá)到圖紙要求值。通過(guò)撞線試驗(yàn),檢查閥碟與閥座整圈連續(xù)接觸無(wú)斷線。經(jīng)多次試驗(yàn),閥碟與閥座接觸良好接觸線位置一致,總計(jì)撞線28次。
經(jīng)過(guò)這次檢修后解決了閥碟與閥座接觸線斷線問(wèn)題,并且各機(jī)構(gòu)符合設(shè)計(jì)要求,達(dá)到電力檢修標(biāo)準(zhǔn)要求。
4、故障原因形成分析
閥蓋與閥殼相對(duì)定位設(shè)計(jì)為閥殼主汽門(mén)止口內(nèi)孔和平面,要求內(nèi)孔和平面相對(duì)于閥座孔的垂直度和同軸度為0.05mm。
在歷次維修主汽閥的過(guò)程中,由于人工清理閥蓋止口平面時(shí)用油石和砂紙手工清理氧化皮。在長(zhǎng)期多次清理中,導(dǎo)致止口平面變成弧形。閥蓋止口平面變形后再與閥殼配合后導(dǎo)致閥殼定位面變形失去定位作用。閥頭在無(wú)定位情況下,隨閥蓋固定位置任意變換,導(dǎo)致閥碟與閥座接觸線位置不固定,無(wú)重復(fù)性斷線。
而在歷次檢修時(shí),檢修工人檢測(cè)工作不細(xì)致,未對(duì)止口平面進(jìn)行檢查,在技術(shù)檢測(cè)上誤判故障,導(dǎo)致故障未排除,并且錯(cuò)誤地更換了大量合格的零件(此閥門(mén)更換了全部除閥體及閥蓋外的全部?jī)?nèi)部套)。這不僅造成較大經(jīng)濟(jì)損失,而且延長(zhǎng)了電廠機(jī)組檢修周期。
因此,設(shè)備檢修過(guò)程中,應(yīng)對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)中的零部件進(jìn)行全面檢查,避免因檢修疏忽遺漏,造成不必要的損失。