TCDF-40型汽轮机高压调速汽阀故障分析

叶 明

作者通联：中国国电九江发电厂检修部热机二分部 江西九江市浔阳区滨江东路45号 332000

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1.故障

日本日立公司TCDF-40型、亚临界、一次中间再热、冲动式、单轴、双缸双排汽的凝汽式汽轮机。运行中，汽轮机的高压调速汽阀先后发生过三次故障，因事故停机和事故处理共损耗200万元。第一次，机组运行中发生高压调速汽阀调节速度变慢，不能适应电网负荷变化，造成事故停机。第二次，机组运行中发生高压调速汽阀十字头环形槽上台肩处断裂，导致高压调速汽阀突然关闭，造成突发事故停机。第三次，机组运行中集控室发出加负荷指令时，当油动机行程开至83%～86%时遇到很大阻力而停止，继续开大行程导致3号高压调速汽阀不能继续开启而无法增加机组负荷，当渡过83%～86%区间后，油动机又可以正常控制3号高压调速汽阀开度。

2.原因

经检查分析，高压调速汽阀调节速度变慢属高压油动机伺服阀故障所致，伺服阀中内置滤网堵塞严重。内置滤网堵塞是因高压抗燃油品质恶化使油中产生大量杂质所致。

高压调速汽阀十字头环形槽上台肩处断裂，原因是十字头环形槽上台肩处沿根部的金属内部存在气孔、裂纹和缩孔等铸造缺陷。

油动机行程开至83%～86%时遇到很大阻力，原因是传动齿条背面支撑滚轮的轴承损坏，齿条背面和支撑滚轮磨损严重。

3.对策

（1）在非常清洁的环境解体检修抗燃油系统的设备，抗燃油系统检修完毕后，干净彻底地清洗掉系统中杂物和灰尘。

（2）整治现场高温设备和管道的保温，确保抗燃油系统所处环境温度不超过50℃。

（3）定期更换抗燃油油箱顶部空气呼吸器中的干燥剂，始终保持其有效。

（4）运行中必须投入传输过滤再生装置，以便及时清除油中老化和劣化所产生的有害物质。在允许压差0.3MPa下，定期对传输过滤再生装置进出口的抗燃油取样化验分析，判断再生滤芯是否失效，以便及时更换再生滤芯。因传输过滤再生装置使用的硅澡土滤芯易堵塞精滤网，改用树脂取代硅澡土过滤效果理想。

（5）用无氯清洗剂对伺服阀和内置滤网每半年清洗一次，伺服阀拆装时必须用高倍率光学显微镜，最好用扫描电子显微镜对各零件表面，特别是阀芯和阀套锐边表面进行认真检查，发现阀芯和阀套锐边表面存在点蚀或严重的腐蚀坑，必须立即更换。通过专用试验设备调整伺服阀性能参数，使伺服阀始终处于最佳工作状态。

（6）对高压调速汽阀十字头环形槽上台肩断裂问题采取的对策。更换新十字头前，对环形槽上台肩处进行着色探伤和超声波探伤，确认无铸造缺陷或其他异常缺陷后方可使用。运行中加强对十字头环形槽上台肩处跟踪检查，防止重大事故发生。大、小修时，必须对高压调速汽阀十字头环形槽上台肩处作着色探伤和超声波探伤。

启、停机和机组工况变化时，应使高压调速汽阀温度变化速度严格控制在允许值范围内，以此控制十字头受到交变热应力的影响控制。

（7）对油动机行程开至83%～86%时遇到很大阻力问题采取的对策。修理传动齿条背部，对其背部进行刨和磨加工（加工量3.3mm），去除传动齿条背部表面凹槽，使背部表面光滑平整，平面度和平行度偏差均控制在0.02mm以内。对传动齿条进行热处理及表面渗氮处理，以保证其表面硬度及耐磨性能。

修理传动齿条的支撑滚轮。拆除损坏严重的支撑滚轮和轴承，重新设计加工滚轮，新的滚轮外径增加6.6mm，以弥补传动齿条磨去的3.3mm，对滚轮同样进行热处理及表面渗氮处理。更换支撑滚轮轴承和滚轮轴。

更换凸轮传动机构中已磨损的凸轮轴轴瓦，以及凸轮传动机构中已损坏的轴承和滚轮。清洗未损坏的轴承和滚轮。组装前给传动机构加注新的耐高温润滑脂，并且每3个月更换一次高温润滑油脂。

每天巡检时必须检查高压调速汽阀及凸轮传动机构运行情况，防止重大事故发生。

4.效果

现场跟踪检查治理效果，抗燃油品质能长期处于优质状况，酸值＜0.2mgKOH/g，颗粒度＜MOOG2级，含水量＜0.02%。油动机伺服阀及内置滤网未发生过堵塞和其他故障，各高压调速汽阀长期保持良好运行状况。