某電廠9E燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)汽輪機為加熱單元。首次檢查檢修后，控制抽汽參數(shù)的抽汽調(diào)節(jié)閥在檢修評估期內(nèi)無異常運行，但在熱啟動過程中，抽汽調(diào)節(jié)閥活塞桿轉(zhuǎn)接頭桿彎曲。本文分析出處理建議。

1 抽汽調(diào)節(jié)閥轉(zhuǎn)接頭彎曲

2012-04-24T07：00，該9E啟動過程中，汽輪機啟動循環(huán)汽輪機時，汽輪機啟動掛閘，抽汽調(diào)節(jié)閥全開，汽輪機本體旋轉(zhuǎn)隔板全開。檢查時發(fā)現(xiàn)抽汽調(diào)節(jié)閥油動機活塞桿轉(zhuǎn)接頭彎曲。抽汽調(diào)節(jié)閥油動機活塞桿轉(zhuǎn)接頭彎曲修復的照片如圖1所示。

圖1 抽汽調(diào)節(jié)閥油動機活塞桿轉(zhuǎn)接頭彎曲修復照片

2 分析活塞桿轉(zhuǎn)接頭彎曲原因

2.1 停機處理

2012-04-28T12:00，計劃停機。汽輪機停機前已辦理工作票，并采取安全措施，停機后進行維護。汽輪機停機開關(guān)前，解開抽汽調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)與旋轉(zhuǎn)隔板調(diào)節(jié)連桿的連接，防止汽輪機開關(guān)時旋轉(zhuǎn)隔板同時關(guān)閉。由于連接到旋轉(zhuǎn)接頭的彎曲，油動機活塞桿可能會受到不可預(yù)測的阻力而損壞油動機。

2.二 缺陷基本情況

(1)解開抽汽調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)與旋轉(zhuǎn)隔斷調(diào)節(jié)連桿的連接，拆下旋轉(zhuǎn)接頭后，發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)接頭長度為180mm，彎曲點發(fā)生在離根部40~110mm在螺桿部分，油動機活塞桿不彎曲，旋轉(zhuǎn)隔板可自由調(diào)節(jié)連桿上下移動，無阻塞。

(2)經(jīng)檢查測量，執(zhí)行機構(gòu)油動機活塞桿行程為150.0mm，符合圖紙要求。旋轉(zhuǎn)隔板調(diào)節(jié)連桿的實際行程為148.0mm，135.0mm，在全關(guān)位置時，調(diào)節(jié)連桿處于水平狀態(tài)，油動機中心線與調(diào)節(jié)連桿軸承的圓心重合，如圖2所示。旋轉(zhuǎn)隔板調(diào)節(jié)連桿的裝配圖上標明連桿行程為161.1mm，油動機中心與連桿軸承中心之間的偏差為3.16mm，如圖3所示。

圖2 抽汽調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)及調(diào)節(jié)連桿裝配圖

(3)檢查缺陷設(shè)備解體時，發(fā)現(xiàn)油動機中心線與調(diào)節(jié)連桿軸承中心偏離32.00mm，而圖紙要求是3.16mm，如圖4所示(圖中:p為液壓；A為活塞截面積)。

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2.3 彎曲原因分析

2.3.1 抽汽調(diào)節(jié)閥的閥位標定過程

對于第一次安裝或維修后的抽汽調(diào)節(jié)閥，熱控專業(yè)需要配合機務(wù)專業(yè)完成抽汽調(diào)節(jié)閥的閥位標定。校準步驟如下：

(1)確定高壓抗燃油（EH油)系統(tǒng)工作正常，要求校準的閥門具備正常開關(guān)的條件；

（2）將MOOG控制閥門和伺服（SPC）卡斷開；

(3)手操和MOOG閥連接；

(4)逆時針旋轉(zhuǎn)手動操作旋鈕，使氣缸活塞向上移動到機械死點(零位)。熱控人員通過配置軟件將零位寫入SPC卡；

(5)順時針旋轉(zhuǎn)手動操作旋鈕，使氣缸活塞向下移動至機械死點(滿度位置)。熱控人員通過配置軟件將滿度位置寫入SPC卡；

(6)閥位標定工作將完成，MOOG閥與SPC卡連接；

(7)此時油缸可通過SPC正?？刂瓶?。

2.3.2 從旋轉(zhuǎn)隔板調(diào)節(jié)連桿受力情況進行分析

從上述抽汽調(diào)節(jié)閥的校準過程可以看出，零位和滿度是由活塞向上和向下的機械死點決定的。由于旋轉(zhuǎn)隔板調(diào)節(jié)連桿與油動機中心線之間的累積加工誤差，油動機滿度位置可能較大；由于校準時間短，不足以導致連桿彎曲。在加熱或制冷季節(jié)，旋轉(zhuǎn)隔板調(diào)節(jié)連桿處于中間開度位置，控制旋轉(zhuǎn)隔板開度缸只需克服旋轉(zhuǎn)隔板開啟或關(guān)閉摩擦阻力和隔板重力，在非制冷加熱季節(jié)，汽輪機啟動后，即多次開關(guān)后，旋轉(zhuǎn)接頭桿產(chǎn)生少量彎曲變形，分析活塞桿的力矩，活塞上腔的最大進氣壓力可達14MPa，如圖4所示。

應(yīng)力分析說明：SPC卡控油壓力為14MPa，油動機油缸活塞直徑125mm，油動機中心線與調(diào)節(jié)連桿軸承中心偏離32mm。

油動機活塞桿轉(zhuǎn)接頭的力矩

油動機活塞桿轉(zhuǎn)接頭螺桿上的力矩為5495N·m，如此大的彎曲力矩足以使一個M36×3mm該扭矩為設(shè)計扭矩的10.127（32/3.16）倍。

2.4 油動機活塞桿轉(zhuǎn)接頭絲桿彎曲的主要原因

根據(jù)以上分析和計算，油動機活塞桿轉(zhuǎn)接頭線桿彎曲的主要原因是：由于旋轉(zhuǎn)隔斷調(diào)節(jié)連桿各部件的制造誤差疊加，油動機活塞桿運動中心線偏離調(diào)節(jié)連桿軸承中心32.00mm，遠超3.16mm的設(shè)計要求，使得作用于活塞桿轉(zhuǎn)接頭絲桿的最大可能彎曲力矩增大了10倍以上，這么大的力矩是轉(zhuǎn)接頭絲桿強度難以承受的，再加上調(diào)節(jié)連桿的軸承為圓柱形，導致絲桿只能沿著軸承的側(cè)面彎曲（如圖1所示）。

圖3 旋轉(zhuǎn)隔板調(diào)節(jié)連桿工作原理圖

圖4 抽汽調(diào)節(jié)閥油動機活塞桿轉(zhuǎn)接頭受力分析

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3 活塞桿轉(zhuǎn)接頭螺桿彎曲后的處理

3.1 處理對策和執(zhí)行情況

經(jīng)檢查，油動機中心與調(diào)節(jié)連桿軸承的中心距離不太可能調(diào)整，執(zhí)行機構(gòu)油動機不能移動到汽輪機本體側(cè)，旋轉(zhuǎn)隔板調(diào)節(jié)連桿不能延長，只能從其他方式找到方法。

(1)拆下執(zhí)行機構(gòu)油動機活塞桿轉(zhuǎn)接頭，更換新的轉(zhuǎn)接頭。

（2）減少作用于旋轉(zhuǎn)接頭桿的扭矩，即減少高壓油對活塞的作用力。重新調(diào)整旋轉(zhuǎn)隔斷，調(diào)整連桿行程，將旋轉(zhuǎn)隔斷的全關(guān)位置定位0%，然后將調(diào)整連桿向下打開到一定角度，使調(diào)整連桿的垂直活動行程達到135mm，與設(shè)計圖紙一致，將此位置定為LVDT開度為100%，但實際旋轉(zhuǎn)隔斷未達到最大開度，只需滿足旋轉(zhuǎn)隔斷噴嘴所需的流通面積即可。

（3）按上述方法重新調(diào)整執(zhí)行機構(gòu)行程后，當旋轉(zhuǎn)隔板打開到100%時，油動機只需克服旋轉(zhuǎn)隔板重力和摩擦阻力產(chǎn)生的扭矩。經(jīng)現(xiàn)場實際測量估計，扭矩約為313.6N·m，該扭矩在轉(zhuǎn)接頭螺桿的設(shè)計范圍內(nèi)。

3.2 檢查處理情況

(1)冷態(tài)下啟動EH油系統(tǒng)、汽輪機掛閘后抽汽調(diào)節(jié)閥開啟正常，開閘后關(guān)閉正常。油動機活塞在整個行程范圍內(nèi)行走平穩(wěn)，閥位標定符合圖紙要求，執(zhí)行機構(gòu)的行程范圍符合圖紙要求。

(2)在額定工況下，汽輪機攜帶額定負荷60MW，前額定進氣壓力為5.549MPa，進汽溫度為514℃時，旋轉(zhuǎn)隔板（第11級隔板）前的蒸汽壓力為1.740MPa。在實際運行條件下，由于余熱鍋爐的設(shè)計誤差，實際進氣參數(shù)與汽輪機啟動滿載后的設(shè)計值存在一定差異。4月份主汽調(diào)節(jié)閥全開時，實際高壓蒸汽進氣壓力為4.900MPa，進汽溫度為514℃當旋轉(zhuǎn)隔板的行程按圖紙要求重新調(diào)整時，11級隔板前的蒸汽壓力與調(diào)整前一致，表明11級隔板的通流能力滿足設(shè)計要求。

4 暴露問題及改進措施

（1）由于抽汽調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構(gòu)為直行程，旋轉(zhuǎn)隔斷調(diào)節(jié)連桿為角行程，角行程由直行程控制。油動機活塞的行走中心和旋轉(zhuǎn)隔斷調(diào)節(jié)連桿軸承的中心必然有偏心，偏心距離設(shè)計要求為3.16mm，旋轉(zhuǎn)隔板及其連桿、調(diào)節(jié)杠桿和調(diào)節(jié)連桿的加工精度要求很高，累計誤差容易超標。這就要求汽輪機制造商嚴格質(zhì)量管理體系，嚴格控制各部件的精度誤差，嚴禁使用尺寸誤差超標的部件。

（2）為了從根本上解決這個問題，我們必須從設(shè)計中找到一種方法。如果將油動機垂直于汽輪機本體軸的定位（暫定為水平定位）改為可調(diào)，則油動機中心與調(diào)節(jié)連桿軸承之間的偏心距離超過標準，需要汽輪機制造商更新思維方式，優(yōu)化設(shè)計方案。

（3）設(shè)備制造商必須熟練掌握制造過程中的工藝質(zhì)量控制標準，必須見證設(shè)備組裝、組裝和重要節(jié)點，并嚴格檢查。

（4）設(shè)備制造商應(yīng)充分重視項目回訪制度。經(jīng)過一段時間的運行，設(shè)計、制造、裝配調(diào)整問題將暴露出來。制造商應(yīng)及時掌握出廠設(shè)備的缺陷，改進設(shè)計、制造和質(zhì)量控制，防止其他設(shè)備出現(xiàn)類似缺陷。

（5）發(fā)電企業(yè)的運行維護人員還應(yīng)加強對設(shè)備的監(jiān)督、檢查和維護管理。雖然設(shè)備缺陷不能從源頭上處理，但在不影響安全、使用功能和經(jīng)濟的前提下，通過分析缺陷的發(fā)生機制和調(diào)整相應(yīng)的參數(shù)也能達到滿意的效果。

5 結(jié)束語

控制汽輪機本體抽汽調(diào)節(jié)閥需要本體制造商和EH配套油系統(tǒng)廠家在技術(shù)設(shè)計上進行充分溝通，確保零部件的制造和組裝精度能夠滿足圖紙的技術(shù)要求；設(shè)備制造商需要進一步優(yōu)化設(shè)計，控制允許范圍內(nèi)設(shè)備的組裝誤差，以確保工廠設(shè)備滿足安全和功能要求。