300MW機組高壓主汽調節(jié)聯(lián)合閥主門漏氣故障排除措施
華能井岡山電廠2#機組是20世紀90年代末生產的300MW亞臨界壓力汽輪發(fā)電機組，該機組已連續(xù)運行10余年。該主汽閥為臥式布置一進三出的聯(lián)合工作形式，主汽門采用臥式下部進氣，3個調節(jié)閥為立式下部出氣。
1、故障簡述
華能井岡山電廠2#機組是20世紀90年代末生產的300MW亞臨界壓力汽輪發(fā)電機組，該機組已連續(xù)運行10余年。該主汽閥為臥式布置一進三出的聯(lián)合工作形式，主汽門采用臥式下部進氣，3個調節(jié)閥為立式下部出氣。
近5年，在整個運行期內主汽閥經歷多次大修和檢修。最近進行了大修，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，多次對閥座進行研磨處理，檢修處理后機組運行不久內漏故障依舊。蒸汽內漏成了疑難故障。
2、故障產生的原因及檢驗排查
對于高壓主汽調節(jié)聯(lián)合閥右閥的主汽門閥碟與閥座接觸線斷線問題，曾在對閥座研磨過程中對密封線進行檢查，接觸線為半周，而技術要求整圈連續(xù)接觸無斷線，并且經過多次撞線檢查，每次接觸線位置不一樣。經分析，真空技術網(http://genius-power.com/)認為問題產生的主要原因有以下幾方面：
�、匍y座安裝質量問題;
②閥碟和閥座新舊不匹配問題;
�、坶y桿彎曲導致閥碟非垂直接觸閥座問題;
④閥殼變形導致閥座與閥蓋孔軸線偏斜問題。
結合歷次檢修的結果，除進行例行檢查外，有針對性地對閥座孔和閥蓋定位孔的同軸度和垂直度進行專項檢查。對產生問題的原因進行逐一排查，具體檢驗結果如下：
(1)閥座安裝質量問題。分解主汽閥后，檢查閥座接觸線有兩點斷線，接觸線整圈接觸寬窄不均勻，閥座安裝位置符合圖紙設計要求。
(2)閥碟和閥座新舊不匹配問題。閥座與閥碟均按圖紙生產不存在新舊匹配問題。閥座無變形，型線完好。
(3)閥桿彎曲導致閥碟非垂直接觸閥座問題。閥桿拆解后進行圓周跳動及直線度檢查。經測量，閥桿圓周跳動合格，直線度超差0.03mm。通過檢測結果，閥桿彎曲不是閥碟斷線的原因。因為閥桿與套筒的配合間隙能保證閥碟與閥座之間同軸度。
(4)閥殼變形導致閥座與閥蓋孔軸線偏斜問題。在閥殼主閥座孔與閥蓋孔定位的檢查過程中，首先拆卸下閥座并清理閥座孔內氧化皮，清理閥蓋定位止口孔及其平面，進行閥座孔與閥蓋定位孔同軸度及垂直度的檢驗。由于閥體安裝后為臥式，兩孔水平串接布置空間相距712mm，現場沒有檢測設備能進行同軸度和垂直度的檢測。根據現場實際情況，設計了閥孔同軸度和垂直度檢測工裝。
檢測工裝設計如圖1。工裝支架用Φ10mm鋼筋制成，底部為三角形設計。三角形底座大小對應于閥座孔Φ462mm圓，并保證三角形頂點與內孔有1mm間隙，便于定位螺釘調整。工裝放入閥座孔后調整3個定位螺釘，保證三角形底座頂點與閥座內孔之間的總間隙在0.05mm之內，見圖2。利用三點成圓和三點成平面原理，三角形底面上垂直立桿。在立桿的同一截面設置3塊百分表，下部百分表測量閥座內孔徑向值，見圖3。上部兩塊百分表成相互垂直布置，一塊測量閥蓋定位內孔徑向，另一塊百分表測量閥蓋內孔止口垂直平面，見圖4。
圖1 同軸度檢測工裝工具
圖2 工具固定及標記
測量時先調整好底部三角形定位，確實后將各個百分表歸零，并在測量止口圓上做好標記便于測量記錄。現場對止口圓以每90°標記一點，見圖2。
圖3 測量閥座內孔徑向值
圖4 百分表成相互垂直布置
對上述數據分析發(fā)現兩孔(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(相對于1#位置的180°位置)，單向(表測量值)為0.15mm。對應1#位置(0°位置設定值為0mm)，計算同軸度偏差為(0+0.15)/2=0.075mm;去除底面檢測工裝安裝徑向間隙0.05mm，實際同軸度偏差為0.025mm，不大于設計要求的同軸度偏差0.05mm。
對閥座孔進行測量數據如下表。
通過測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。但是從檢測記錄中發(fā)現閥蓋止口定位平面垂直度嚴重超差，在2#(90°位置)和3#(180°位置)兩個位置上相對于1#(0°位置)位置百分表測量相差最大處達0.90mm以上。
用刀口尺檢測閥殼止口平面的平面度時，發(fā)現止口平面變形為內凹圓弧面，呈現不規(guī)則圓環(huán)狀，閥蓋定位孔靠近止口平面處金屬擠壓變形。根據此情況檢測閥蓋相對應的止口部分，見圖5。閥蓋外圓設計高度為6mm的定位凸臺平面已經變形，表面呈內高外低的圓弧型，外圓實際高度為5mm左右，比設計要求值小1mm，見圖6、圖7。
圖5 閥蓋止口平面
圖6 凸臺高度檢測
圖7 平面變形檢測
通過以上原因排查，可以判定主汽門斷線的故障主要是閥蓋止口定位平面變形導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，按閥蓋與閥殼相對的止口定位平面最大偏差點0.90mm計算，可使閥頭偏斜量達1.50mm左右，從而閥頭定位呈現不定位置斷線，接觸線無重復。
3、故障處理措施及結果
按工藝要求，修復閥殼與閥蓋定位平面和內孔，達到圖紙要求值。通過撞線試驗，檢查閥碟與閥座整圈連續(xù)接觸無斷線。經多次試驗，閥碟與閥座接觸良好接觸線位置一致，總計撞線28次。
經過這次檢修后解決了閥碟與閥座接觸線斷線問題，并且各機構符合設計要求，達到電力檢修標準要求。
4、故障原因形成分析
閥蓋與閥殼相對定位設計為閥殼主汽門止口內孔和平面，要求內孔和平面相對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程中，由于人工清理閥蓋止口平面時用油石和砂紙手工清理氧化皮。在長期多次清理中，導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致閥殼定位面變形失去定位作用。閥頭在無定位情況下，隨閥蓋固定位置任意變換，導致閥碟與閥座接觸線位置不固定，無重復性斷線。
而在歷次檢修時，檢修工人檢測工作不細致，未對止口平面進行檢查，在技術檢測上誤判故障，導致故障未排除，并且錯誤地更換了大量合格的零件(此閥門更換了全部除閥體及閥蓋外的全部內部套)。這不僅造成較大經濟損失，而且延長了電廠機組檢修周期。
因此，設備檢修過程中，應對設備結構中的零部件進行全面檢查，避免因檢修疏忽遺漏，造成不必要的損失。
