330MW机组中压缸旋转隔板转轴传动销断裂原因分析及治理

赵朝晖

摘要：阐述了某电厂亚临界330MW机组汽轮机中压缸旋转隔板转轴传动销断裂的缺陷。通过对中压缸旋转隔板转轴传动销的结构分析，提出旋转隔板可靠性提升方案，并进行了工程实施，最后还对机组旋转隔板的运行监督提出建议。

关键词：旋转隔板；传动销；断裂

1引言

某厂2×330MW机组配置的是东方汽轮机厂生产的CC330-16.7/2.7/1.7/538/538型亚临界、中间再热、三缸双排汽、抽汽凝汽式汽轮机，额定功率330MW。具有三级供热抽汽，高压抽汽由汽轮机1段抽汽接出，为不可调整抽汽；中压抽汽从中压缸的1级叶片后抽出，为可调整抽汽，采用调节阀调节；低压抽汽从中压缸3段抽汽取（中压三级后），为可调整抽汽，采用旋转隔板调节，中压第4级隔板为可调整旋转隔板，运行时通过油动机带动旋转隔板的转动环旋转，改变转动环窗口的相对位置，调整和控制供热抽汽压力和流量，满足工业抽汽的要求。

2011年2月28日5：31：25，机组起机挂闸后，发现旋转隔板反馈显示104%，而就地检查旋转隔板并未开启。热控人员在线对旋转隔板伺服卡进行插拔后阀门逐渐开启至100%，怀疑伺服卡故障，然后对旋转隔板伺服卡进行更换备件。更换后旋转隔板操作正常，遂冲转带负荷。带负荷至70MW前，各段抽汽压力正常，2月28日08：19：22阀位反馈信号由97%变为106%，负荷由73MW降至62MW，低压供热抽汽压力由0.45MPa上升至0.61MPa，中压供热压力同步上升。可见此时旋转隔板已快关。负荷至178MW时低压供热抽汽已达正常330MW负荷时压力。2011年2月28日，9：50机组带负荷至196MW，中压供热抽汽、低压供热抽汽压力过高，低压供热抽汽安全阀动作，DEH阀位反馈104%。随后热工对伺服卡进行更换，逻辑中强制输出指令100%，就地EH油压力油管路有震动现象，但阀门无法完全打开。就地对伺服阀线圈直接加电压后阀门可部分开启，解除电压后可维持原位。检查压力油进油管和有压回油管温度偏高。关闭两路压力油进油隔离门，打开卸荷电磁阀和伺服阀，使油动机活塞上下腔室导通，使用葫芦强拉旋转隔板连杆，仍无法完全打开。

后经分析认为卸荷电磁阀可能关闭不严，检查电磁阀滑阀位置指示孔，发现电磁阀滑阀位置偏高，将电磁阀滑阀推至全关位置，打开油动机进油，旋转隔板开启。为防止运行过程中旋转隔板再次关闭，使用槽钢在旋转隔板油动机连杆下加装支撑，限制阀门回关。旋转隔板打开后中、低压供热抽汽压力没有明显变化。怀疑旋转隔板内部并未打开。拆开旋转隔板转轴端盖，关闭旋转隔板油动机发现转轴未随旋转隔板油动机杠杆移动，确定该处传动销已切断。根据现场情况，活动油动机将杠杆销孔与转轴销孔对齐，在转轴和杠杆侧缝周圈均匀钻6个Ф8*70的骑缝销孔，并配置销钉。然后将转轴和杠杆侧缝焊死，并使用加强筋焊接固定。2011年3月4日处理完毕。

2原因分析

旋转隔板油动机与旋转隔板转轴传动销为立销，油动机开关过程中对该立销横截面有剪切作用力，立销承力状况较差，强度不能满足油动机快速开关的冲击。因机该厂组低压供热一直未投运，机组带负荷状态下无旋转隔板开关操作故而没有断裂，本次故障中旋转隔板两次在带负荷（旋转隔板前后压差较大，旋转隔板轴向力较大，滑动时摩擦力较大）状况下快速关闭，恢复时在机组带负荷较高负荷开启，开启力矩大，对立销冲击力很大，并导致立销最终断裂，旋转隔板未能随油动机动作。

图1旋转隔板转轴转动销断裂图

3预防措施

3.1旋转隔板连杆与花键轴连接安装，如2图所示。

图2旋转隔板连杆与花键轴连接结构图

3.2加固方案

如图3所示，在花键轴与连杆结合部位对称安装两个φ18×75的骑缝销（圆柱销），骑缝销中心线与原立销中心线夹角75°（考虑快关时冲击力较大），过渡配合（基孔H7，紧力0~0.02mm），销孔和销表面粗糙度3.2。

原剪切面面积为2034.72mm2，增加圆柱销的剪切面积为2700mm2，强度上可以满足运行要求。

图3立销改造尺寸

3.3施工措施

3.3.1将旋转隔板置于全关位置并固定连杆。拆除工作位保温，搭设脚手架。

3.3.2使用划线尺在连杆和花键轴端面进行划线定位。

3.3.3安装磁力钻，使用φ18的钻头，对准中心位置，沿花键轴轴线方向钻孔。（注意避免孔钻偏）钻孔深度应小于80mm。

3.3.4钻孔完毕后测量孔径，配制销子（圆柱销），要求销子直径大于孔径0~0.02mm。销子里端加工1×45°倒角，销子外端加工M8×15的拔销孔。销子材质35CrMoA，机械加工后调质处理。

3.3.5复测销孔和销子尺寸，如尺寸不能满足要求则重新加工销子。

3.3.6涂抹润滑脂将销子打入销孔。将端部铆死，防止销子滑脱。

4结束语

某厂330MW机组中压缸旋转隔板转轴传动销断裂事件，由于发现较为及时，临时处理措施得当，给后续机组停机准备带来了充分的时间，对突发事件的应急响应及时，分析判断正确，且采取停机处理的措施正确，避免了设备故障的扩大或损毁，为机组的安全运行提供了保障。更重要的是为其他同类型的机组遇到类似的问题从原因分析、风险评估、处理的技巧和工艺方面提供了宝贵的经验借鉴。

参考文献

[1]火力发电厂金属技术监督规程2000.11

[2]《东汽330MW亚临界中间再热凝汽式汽轮机安装说明书》