300MW机组中压主汽阀轴端改造消除泄漏

季建宇

摘 要： 哈尔滨汽轮机厂生产的300MW级亚临界，一次中间再热，单轴，两缸两排汽汽轮机，单边各配一套中压主汽阀和调节汽阀，中压主汽阀采用摇臂阀碟结构，摇臂轴引出与油动机执行机构相连，轴端因摇臂轴旋转需预留动静间隙，引起轴端漏汽损失，厂家采用油控跳闸阀，减少轴端漏汽，但现场中压主汽阀轴端漏汽时常发生。通过在油控跳闸阀另一侧加装液控活塞，控制轴向移动和轴端凸台密封的可靠性，消除了中压主汽阀轴端漏汽。

关键词： 汽阀；密封；改造；液压控制

1.前言：

中压主汽阀的作用是作为中压调节汽阀的备用保险设备，机组正常运行时，阀门全开，当机组超速时，首先调节汽阀先动作关小，汽轮机速度继续上升时，关闭中压主汽阀，切断中压缸进汽，防止汽轮机转速超速。中压主汽阀由转轴、阀碟和摇臂等组成转动部分，外面由阀壳包裹着，转轴又通过连杆与油动机活塞杆相连，油动机油缸进入控制油，控制油推动油缸活塞向上移动，打开汽阀，由关闭至全开油动机行程178mm，全开时汽阀转轴端部与阀端盖上制动凸台必须贴紧，减小蒸汽从此处泄漏。汽阀关闭时，油动机油缸内控制油泄压，由压缩弹簧产生的关闭力作用在连杆上，活塞向下移动带动轴转动关闭阀门。为了减小中压主汽阀开关阀门时的力矩，阀门安装了油控跳闸阀，油动机供液压油，跳闸控制阀将被关闭，使中压主汽阀端蒸汽不能排走，从而对汽阀转轴产生一个轴向推力，使阀碟端部与阀端盖上制动凸台面密封，即既能卡住轴使轴不能转动，又减少低压漏汽。当超速跳闸机构跳闸时，油动机泄油，跳闸控制阀开启，排走阀杆端部蒸汽，减小作用在轴上的压力，以便用最小的力关闭中压主汽阀。

现场中压主汽阀正常运行全开位置时，阀门转轴端部出现漏汽现象，既增加了蒸汽热损失，又引起阀门连杆因蒸汽泄漏而锈蚀。

2.中压主汽阀轴端出现漏汽原因：

2.1阀碟端部与阀端盖上制动凸台密封面接触不良。

由于阀转动轴密封依靠球型凸面来密封的，所以凸台密封与密封座之间接触是否良好，密封面是否有贯穿痕、凹坑等缺陷是直接影响汽阀密封效果的。由于再热蒸汽直接由锅炉引来，蒸汽压力和温度高，容易产生氧化层，并可能携带杂质，侵蚀密封面，引起轴端漏汽。

2.2汽阀转动轴轴向推力不足。

中压主汽阀处于高温区运行，汽阀转轴密封凸台厚度薄，容易产生变形、扭曲等缺陷，机组额定负荷运行时，再热蒸汽压力3.2MPa，低负荷运行时，再蒸汽压力1.7MPa，压力偏差较大，在低负荷时，汽阀轴向推力，不足以克服凸台变形量，引起轴端漏。

2.3油控跳闸阀密封不严。

中压主汽阀正常运行时，油控跳闸阀应处于关闭位置，如果跳闸阀芯密封面不严、阀芯卡涩关不位或跳闸阀油缸活塞卡涩，那么中压主汽轴端蒸汽会漏至凝汽器，使得压力腔压力下降，甚至压力腔压力为凝汽器真空，无法使中压主汽阀轴产生轴向位移或移动不到位，从而不能保证汽阀转轴凸台密封圈的紧力，导致汽閥转动轴漏汽。

3.中压主汽阀轴端漏汽消除措施：

3.1机组大修时，对中压主汽阀进行解体检修，检查汽阀转轴弯曲度和椭圆度，其一，防止汽阀转轴凸台密封偏斜，引起密封不良，其二，阀门由油动机带动连杆强行开启，引起阀套磨损而间隙增大，防止汽阀转轴与阀套卡涩，其三，防止因椭圆度不合格，造成汽阀转轴转动时，转轴在轴套内跳动，引起凸台密封错位。仔细检查凸台密封面与密封座的接触情况，清理表面氧化层，检查密封面应无划痕、凹坑、麻点等缺陷，制作专用夹具，模拟阀门组装位置，研磨密封面，使用压红丹法检查75%接触，并且密封面全周无断线纹路，凸台密封面活动自如。

3.2机组正常运行时，一般定期检查跳闸阀后管道温度，根据阀后温度来判断阀门是否内漏，是否需要检修。特别是机组停运前，重点测量跳闸阀后管道温度，来判断跳闸是否泄漏。跳闸阀检修时，解体跳闸阀，对阀芯和阀座进行清理，采用阀门研磨机研磨阀芯和阀座，然后，阀芯和阀座进行对磨，并红丹作色检查阀线接触情况，阀门密封面无断线，阀杆活动是否自如。

3.3由于汽阀转轴轴向推力不足，在汽阀传动端安装油缸拉力装置，增加汽阀轴向拉力，使得汽阀凸台密封面更严密。

3.3.1油缸拉力装置的外壳与阀体用螺栓紧固，作为装置的作力点和固定点，油缸滑阀连接杆通过螺纹与汽阀转轴相连，并采用止转螺母，防止油缸滑阀连接杆与汽阀转轴产生相对旋转后松动。

3.3.2油缸拉力装置采用单侧进排油，油缸进油状态下，滑阀连杆向外拉动汽阀转动轴，保证汽阀凸台密封面足够紧力。

3.3.3汽阀开启状态下，汽阀凸台密封面严密不漏汽，汽阀关闭时，汽阀凸台密封面紧力消失，减小关闭汽阀时的力矩。汽阀液压油由原油控跳闸阀油口取油，加装缩孔，用以减缓控制油进油速度，使得中压主汽阀开启时，油缸活塞杆拉力滞后于汽阀开启速度，汽阀液压回油加装卸荷阀，卸荷阀回油管接至无压回油管，卸荷阀油信号取至汽阀保安油，当汽阀失去保安油后，能迅速卸去液压油压力，使汽阀凸台密封压紧力快速消失，同时汽阀迅速关闭。另外，通过增大油缸活塞面积，可以去除油控跳闸阀装置，将油控跳闸阀所产生的轴向力移至新装置上，避免油控跳阀泄漏带的隐患。

通过中压主汽阀轴端增加液压油缸装置，汽阀正常运行时，增加了汽阀转轴凸台密封的紧力，减小了轴端汽封漏汽。

参考文献

[1]哈尔滨汽轮机厂《330MW汽轮机说明书》.

[2]郭延秋《大型火电机组检修实用技术丛书汽轮机分册》.