汽轮机速关阀故障浅析

王晓飞

[摘要]：

公司某装置离心机的汽轮机部分出现速关阀阀体泄漏蒸汽，油缸部位漏油的故障，严重影响装置的安全平稳生产和机组的正常运行，与兄弟企业沟通，发现对此部件的维修经验少之又少。
[关键词]：速关阀 故障 泄漏

引言：

某装置离心机的汽轮机部分自上次大修开工后运行开始，就出现速关阀阀杆与压紧螺母配合处存在蒸汽微漏、速关阀油缸活塞杆与油缸密封件配合处渗油的问题，运行半年多，速关阀油缸渗油问题突然转变成了漏油，且泄漏量相对较大，为了安全生产的需求，决定停工处理设备故障。

1汽轮机速关阀工作原理与结构：

1.1速关阀原理

速关阀又名称为主汽门，它是主蒸汽管路与汽轮机之间的主要关闭机构，在紧急状态时能立即节断汽轮机的进汽，使机组快速停机，对机组起到保护作用，速关阀开启和关闭的执行机构主要靠油缸部分。速关阀在运行过程中，速关阀通过速关油克服弹簧的阻力保持开启。当速关油失压时，在弹簧的作用力下，油缸内的活塞盘与活塞会脱开，速关油与排油口相通，使速关油瞬间泄去，活塞盘与阀杆、主阀碟被推向关闭位置。启动油通至活塞外侧端，活塞在油压作用下克服弹簧力被压向活塞盘,使活塞与活塞盘的密封面相接触，从而使通入速关油时速关阀能够动作打开速关阀。汽轮机停机时速关阀是关闭的，在汽轮机起动和正常运行期间速关阀处于全开状态。速关阀阀壳与汽缸进汽室是整体构件，因此，速关阀不带单独的阀壳。速关阀水平装配在汽缸进汽室侧面，根据进入汽轮机新蒸汽容积流量的大小，一台汽轮机可配置一只或两只速关阀。

1.2速关阀结构

速关阀主要由阀、油缸和支座三部分构成，其结构如图1 所示。

阀体部分主要由件1～9 和件阀座组成。主蒸汽经由蒸汽滤网（3）通至主阀碟（1）前的腔室，在速关阀关闭状态，阀碟在蒸汽力及油缸弹簧（17）关闭力作下被紧压在阀座（23）上，新蒸汽进入汽轮机通流部分的通路被切断。在主阀碟中装有卸载阀（2），由于在速关阀全开之前调节汽阀是关闭的，所以在速关阀的开启过程中，当卸载阀开启后，主阀碟前后蒸压力很快趋于平衡，这样就使得主阀碟开启的提升力大为减小。速关阀中的蒸汽滤网大多采用不锈钢波形钢带卷绕结构的滤网，也有一些汽轮机的滤网由带孔不锈钢板卷焊而成。为阻止、减少蒸汽向外泄漏，在阀的动、静部分都采用了相应的密封措施。剖分为4瓣的弓形环（7）嵌装在进汽室中，螺栓（6）通过压环（8）和弓形环使密封环（22）既被阀盖（5）压紧又与进汽室内壁面紧密贴合，在蒸汽压力作用下，该结构具有自密封作用，这样，静体部分的蒸汽泄漏被阻止；动体部分在阀门关闭和开启过程中，有部分蒸汽从阀杆（9）和套筒（4）的间隙泄漏，漏汽由接口K 引出。在阀门开启后，由于阀碟与套筒的密封面接触而封闭了蒸汽外泄通道，所以在汽轮机起动和运行工况下阀杆漏汽被阻断。为便于弓形环（7）的装拆，壳体上加工有工艺孔，并用螺塞封堵。阀体部分通过支座（13）和油缸部分连接在一起，在支座的靠阀体侧装有隔热板（10）以减少对油缸的热辐射。阀杆（9）与油塞杆（12）由联轴节（21）连接在一起，在联轴节上装有油杯（11），万一油缸的活塞杆密封件受损，则油缸外泄的压力油由油杯承接并从漏油接口T2排出。速关阀的油缸部分主要由油缸（20）、活塞（16）、弹簧（17）、活塞盘（19）及密封件等构成，油缸用螺栓固定在支座（13）上。基于油缸装、拆操作的安全性，在油缸端面装有3 只专用长螺栓，在螺栓旋入处配有钢丝螺纹套。

1.3速关阀开启流程

速关阀的开启通常由启动调节器来操作：先是启动油F 通至活塞（16）右侧，使活塞克服弹簧（17）力被压向活塞盘（19），随之速关油E 通入活塞盘左侧，使活塞盘与活塞的密封面保持封合，之后启动油开始有控制的排泄，活塞盘与活塞如同一个整体在两侧油压差作用下向右移动直至被试验活塞（15）限位，在活塞盘移动时，活塞杆、联轴节和阀杆随之动作，速关阀开启。如果保安系统中任何一个环节动作，致使速关油失压，则在弹簧力作用下活塞盘与活塞脱开，活塞盘左侧的速关油从T1油口排出，活塞盘、活塞杆、阀杆和阀碟即刻被压至关闭位置，速关阀关闭。

2汽轮机速关阀故障维修报告

2.1故障描述

公司某装置离心机的汽轮机部分自上次大修开工后运行开始，就出现速关阀阀杆与压紧螺母配合处存在蒸汽微漏的现场，运行一段时间后又出现速关阀油缸活塞杆与油缸密封件配合处渗油的问题，又运行半年多，速关阀油缸渗油问题突然转变成了漏油，且泄漏量相对较大，因为机组是装置的核心设备，它的停运意味着装置要临时降量，如果在规定的时间无法消除故障，则要进行停工处理。

2.2原因分析

对汽轮机的速关阀进行解体检测，发现速关阀阀杆与导向套筒、汽封套筒、压紧螺母以及卸荷阀碟的配合均存在配合间隙超差的现象，导致蒸汽顺着阀杆沿轴向泄漏出来。泄漏蒸汽温度280℃，泄漏出来的蒸汽辐射到油缸的温度超过100℃。虽然在阀杆上安装着挡盘，挡盘也能够阻挡部分蒸汽，但是油缸密封件上外径密封圈还是受到泄漏蒸汽的辐射影响，且经检测确定此密封O型圈材质为普通氟橡胶，长期受热密封圈的性能逐渐降低，性能恶化加速，导致此次的密封圈硬化失弹，密封性能降低，进而产生漏油。

2.3处理措施

此次检修目的是从根本上彻底消除设备故障，对速关阀的油缸和阀体进行解体，更换速关阀阀碟、阀杆、气封套筒、导向套筒、压紧螺母、油缸封油密封圈等备件。检测调整各部配合间隙及阀碟升程在标准范围内，检测阀碟关闭状态下的接触情况，清理各密封面，检查调整修复附属设施等，消除故障隐患。

3结束语：

经过12个小时的连续作业抢修，汽轮机启机运行，速关阀及油缸处泄漏点消除，运行初期对机组的运行状态进行了跟踪巡检，速关阀等部位运行良好。大机组可以说是各装置的核心设备，其运行状态及各类波动情况应该引起重视，平稳操作，精心维护，保证装置平稳安全运行。

参考文献：

[1]陈峰《汽轮机安装使用说明书》 杭州汽轮机股份有限公司 ，2010年4月版

　[2]宋宏超.汽轮发电机组振动的主要影响因素[J].科技创新与应用，2012，（9）：26-29. 
　　[3]范林.发电机存在问题的分析与对策 [J].科技导向，2012，（18）：20-21.