火電廠汽輪機主汽電動閥執行機構損壞原因分析及對策

2013-08-28 劉楚賢 國電湖南寶慶煤電有限公司

  文章針對目前大型火力發電廠生產過程中汽輪機主汽電動閥系統常見的缺陷形式進行分析,對起機時無法打開到檢修現場緊急處理這一過程進行了描述,分析了處理過程,給出了解決辦法和改進建議。為及時發現電氣系統缺陷,進行預防性檢修提供了依據,從而大大提高了機組運行的安全性和經濟性。

  某火電電廠二套9E燃氣一蒸汽聯合循環發電機組,總裝機容量2X180MW。配備兩臺上海汽輪機有限公司生產的雙壓純凝式汽輪發電機組,額定功率55MW。本汽輪機組由余熱鍋爐來的新蒸汽分兩路,高壓蒸汽(5.6MPa/508℃)經主汽電動隔離閥進入位于汽缸兩側的主汽閥、調節汽閥閥組,進入與高壓內缸鑄成一體的高壓蒸汽室(圖1),經第1至12級作功后,與從余熱鍋爐來的低壓補汽(0.611MPa/254.20C)混合,經第13級至19級壓力級作功后排入凝汽器。

磨損掉的螺牙屑

圖1 磨損掉的螺牙屑

一、現場現象

  4#汽機主汽電動隔離閥(2CS2l-0l-ST)啟機過程中發現無法進行開關,電動機轉動而閥門不動作。經現場檢查,初步分析為執行機構故障所致,由于該閥在故障時處于全開狀態(也就說前天晚上該閥根本沒有關閉下來),故沒有影響周五的正常運行。運行員全天把主汽電動閥電源拉開,防止白班運行時閥門異常動作,準備在當日晚上停機后拆檢電動執行機構。

二、現場檢修結果

  4#汽機晚上03:00停機完畢,辦理工作票,檢修電動主汽門執行機構,檢查發現如下缺陷:

  第一,電動執行機構閥桿扭矩傳動套(材料為耐磨銅)梯形螺紋嚴重磨損,大部分螺牙已經磨損掉,閥桿無損傷,如圖2、圖3、圖4所示:

閥桿扭矩傳動套嚴重磨損

圖2 閥桿扭矩傳動套嚴重磨損

閥桿五損傷

圖3 閥桿五損傷

磨損掉的螺牙屑

圖4 磨損掉的螺牙屑

  第二,執行機構的兩個推力軸承型號:51224(圖5、圖6)全部損壞,閥桿無法再進行軸向定位,該閥執行操作時扭矩造成閥桿向一側偏斜,造成閥桿被盤根壓蓋拉傷。

下部推力軸承損壞情況

圖5 下部推力軸承損壞情況

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,考慮到近期負荷高峰期發電形式良好,為確保發電,我們決定將該閥執行機構與閥體分離,運行操作時電動執行機構可正常動作(通過DCS模擬開關變送),滿足機組日常啟動的要求。但閥體我們還是采取了臨時的加固措施使該閥始終處于全開狀態,即用槽鋼卡住閥桿螺紋并用螺栓緊固,同時用行車吊住該槽鋼機構,并請運行值班員注意啟停機時的操作和加強巡視,同時運行也準備了相關應急預案,并上報總工部門備案。待備件回來再另行更換。

三、損壞原因分析

  第一,經現場實際檢查發現,造成該閥故障的直接原因為缺油脂潤滑所致。由于該閥工作溫度很高(約500℃左右),執行機構部位由于熱傳導也存在很高的溫度,閥門出廠所加的潤滑脂在高溫下會很快損耗,造成執行機構缺油。解體檢查時在閥桿及軸承部位均為發現有任何潤滑脂,且有很明顯的銹蝕現象。加之機組系調峰機組,幾乎每天有起停操作,該閥也就頻繁動作,磨損。

  第二,從早間起機準備沖轉時,才發現該閥不可用,可見晚間停機后沒有仔細巡視設備,閥門如在故障狀況,DCS畫面會出現相關報警現象。汽機脫網后,主汽電動閥必須關閉,如給出關閥指令,而閥門沒有關閉下去,在DCS監視電腦監視屏上閥體也會出現黃色故障報警指示。

四、對策與引申

  第一,盡快恢復該閥至工作狀態,滿足運行要求。

  第二,為防止類似的故障重復發生,決定立即對4#汽機的主汽電動門在近期進行一次拆檢。對兩臺汽機的主汽電動旁路閥的執行機構也在近期進行一次拆檢。同時兩套機組,在相關高壓,高溫環境下工作的閥門比較多,如鍋爐主汽電動閥,鍋爐高壓循環泵出口電動閥,循環水泵出口電動閥,冷卻塔上塔門等皆是處于惡劣的工作環境中運行,故立即對此些閥門進行定檢很是必然。

  第三,對相關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。其中兩臺汽機的主汽電動門對閥桿的潤滑由檢修專業完成(在設備定檢時進行),對下部軸承的潤滑由運行專業完成(下部軸承潤滑有一加油嘴,比較隱蔽,須伏貼地面才能發現)。

  第四,運檢部建立和規范設備運行檔案,責任到人,具體到一個小小的閥門,對相關參數如電流,振動,溫度、潤滑等定期檢測和分析歸納,如有異常,及時匯報總工和檢修部門,對設備進行檢修、更換、整改和評估。

  第五,盡快和各制造廠家聯系,把設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,須伏貼地面才能發現,也就是這次出現故障才發現這個加油嘴的。

參考文獻

  [1] 上海汽輪機有限公司(STC).LZN55-5.60/0.65型55MW聯合循環雙壓凝汽式汽輪機產品使用說明書[S].產品編號:165,制造單位:165-1.

  [2] 揚州電力設備修造廠電動執行機構說明書[S].2004.