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故障原因与解决方法

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给水泵汽轮机低压进汽调节阀故障分析与处理

发表于 2017-10-27 01:38:43 | 1980 只看该作者回帖奖励

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发表于 2017-10-27 01:38:43 | 只看该作者回帖奖励

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电子人社区网讯：　　摘要：某热电厂给水泵汽轮机低压进汽调节阀不能正常开启，结合伺服阀、卸荷阀结构和工作原理进行了原因排查，分析认为卸荷阀“O”形密封元件破损，造成密封不严、压力油泄漏是造成故障的直接原因。通过更换“O”形密封元件，彻底消除了故障现象，并给出了预防措施。
　　关键字：给水泵汽轮机低压进汽调节阀伺服阀卸荷阀密封元件
　　1 机组介绍
　　某热电厂装机为2×350MW亚临界直接空冷机组，配备的给水泵汽轮机由东方电气集团东方汽轮机有限公司制造，型式为单缸、单轴、单流、冲动、凝汽式，型号为G6.6-1.0型。给水泵汽轮机调节系统为上海新华XDC800数字液压调节系统。
　　2 故障现象与初步排查
　　该电厂2号机组A给水泵汽轮机低压进汽调节阀在进行伺服系统联调时，调节阀多次出现不能开启的情况。
　　故障时系统油压为14.5MPa，给水泵汽轮机AST系统油压为14.3MPa，系统油压正常。检查低压进汽调节阀伺服机构进油截止阀开启正常，进油滤网在联调前检查合格，EH油合格。检查测量伺服卡、伺服板输出的指令及电压均正常。
　　断开伺服阀航空插头，用电池对伺服阀施加电压，调节阀不能开启，初步判断伺服阀卡涩造成调节阀不能正常动作。更换新伺服阀后，在升压过程中听到伺服阀内部有明显的过油声，且阀门有抖动现象，但是调节阀依旧不能开启，故障仍然存在。
　　后怀疑卸荷阀关闭不严、存在泄油，随即对卸荷阀进行了清洗。清洗完成后调节阀动作恢复正常。但机组脱扣重新挂闸后，调节阀又不能开启。用电池给伺服阀施加电压时，调节阀能够开启；连接伺服系统进行联调，调节阀恢复正常，可是脱扣重新挂闸时调节阀还是不能开启。重复以上处理步骤，调节阀可以正常使用，但脱扣重新挂闸后故障又出现。
　　2号机组B给水泵汽轮机在调试过程中同样出现上述问题，且情况更加严重；对伺服阀施加电压后调节阀不能开启，在清洗完卸荷阀后，用电池施加电压也不能开启。使用便携式顶针压力表测量伺服机构，发现油缸上腔与下腔油压相等（均为13.3MPa）；人为对伺服阀施加电压后，下腔油压能够降低到11MPa，但上腔油压也同时上升到11MPa左右，油缸上腔与下腔油压依然保持相等，调节阀存在振荡现象。初步判断故障原因为油缸下腔排油不畅，导致B给水泵汽轮机低压进汽调节阀不能开启。
　　3 故障分析与处理
　　针对A、B给水泵汽轮机低压进汽调节阀出现的问题，综合分析认为造成调节阀不能开启的可能原因有2个，即伺服阀卡涩、卸荷阀泄油。
　　3.1 伺服阀卡涩
　　低压进汽调节阀伺服阀采用的是MOOG公司生产的G761系列产品（结构示意图见图1），由永磁力矩电动机、喷嘴、档板、阀芯、阀套和控制腔组成，工作原理见图2。

图1 伺服阀结构示意图

图2 伺服阀工作原理

　　伺服阀输入线圈通入电流时，档板向右移动，使右边喷嘴的节流作用加强，流量减少，右侧背压上升；同时使左边喷嘴节流作用减小，流量增加，左侧背压下降；阀芯两端的作用力失去平衡,阀芯向左移动。高压油从P流向C2，送到负载。负载回油通过C1流过回油口，进入油箱。阀芯的位移量与力矩电动机的输入电流成正比，作用在阀芯上的液压力与弹簧力相平衡，因此在平衡状态下力矩电动机的差动电流与阀芯的位移成正比。如果输入的电流反向，则液体流向也相反。
　　综合分析伺服阀工作原理、A给水泵汽轮机的故障现象，最初怀疑是低压进汽调节阀伺服阀卡涩、油动机液压集成块内部堵塞导致排油不畅，最终造成调节阀不能开启。
　　对伺服阀进行了更换，同时对油动机液压集成块进行了乙醚针管注射清洗，且对伺服阀进行了机械零偏设置（如图3所示）。恢复后重新挂闸，进行低压进汽调节阀联调，调节阀依然不能开启，遂排除了伺服阀卡涩、油动机液压集成块堵塞的可能原因。

图3 伺服阀机械零偏设置示意图

　　3.2 卸荷阀泄油
　　3.2.1 工作原理
　　卸荷阀结构如图4所示，卸荷阀主要靠内部杯状滑阀起作用，滑阀下腔室的1路油路与油动机下油缸压力油路相通，并受到压力油的作用，通过杯状滑阀底部中间的小孔，使少量的压力油进到滑阀上部的油室；该油室有2路油路：1路经过逆止阀与危急遮断油路相通，正常运行时由于遮断油总管上的油压等于高压油的油压，作用在逆止阀上并使之关闭，滑阀上部的压力油不能从此路泄去，另1油路经针形阀控制的缩孔通到油动机活塞上腔的油路，调节针形阀的开度可以调整滑阀上部的油压，供调试整定之用。

图4 卸荷阀结构示意图

　　低压进汽调节阀油动机有2个卸荷阀（见图5），其中油缸上腔与卸荷阀1相通，油缸下腔与卸荷阀2相通。正常运行时，卸荷阀1、卸荷阀2的滑阀上部油压作用力加上弹簧力将大于滑阀下高压油的作用力，杯状滑阀压在底座上，油缸上腔建立高压油，与卸荷阀1回油相通的油口关闭，油缸下腔与伺服阀回油口连通，与卸荷阀2回油相通的油口关闭。

图5 卸荷阀工作原理

　　卸荷阀设计结构见图6所示，在正常工作时，油口4受到1个向上的力Fp，

图6 卸荷阀设计结构

　　式中Sp—滑阀接触高压油的有效面积，m2；
　　P—高压油油压，MPa；
　　同时还受到1个向下的弹簧力Fk，
　　Fk=KX，
　　式中X—弹簧预压缩量，m；
　　K—弹性系数，N/m。
　　油口1受到1个向下的安全力FA，
　　FA=PASA
　　式中PA—安全油压，MPa；
　　SA—滑阀接触安全油有效面积，m2。
　　从结构图可见，FA+Fk﹥Fp，因此，正常工作时滑阀被向下的力压在了阀座上，切断了高压油与回油的通道（即油口4与油口5的通道）。
　　3.2.2 原因排查
　　分析卸荷阀的构造及工作原理，认为可能是卸荷阀卡涩或关闭不严，造成了系统泄漏，使高压油与回油相通，油动机腔室的压力降低，最终导致A给水泵汽轮机低压进汽阀调节阀不能正常动作。
　　（1）对卸荷阀的阀芯、阀套以及阀座机构进行了清洗，并且对滑阀弹簧进行了更换（避免弹簧弹性下降，弹簧预紧力不足，不能将阀芯关严，安全油油压下降，造成滑阀微开，高压油降低），恢复后，故障现象依旧存在。
　　（2）怀疑高压油至卸荷阀上部进油通道节流孔及滤网堵塞，卸荷阀上部的安全油较低，下部的高压油压力大于上部弹簧力和安全油作用力，卸荷阀微开，高压油降低。对节流孔及滤网进行了更换，恢复后，故障现象仍然存在。
　　（3）为使卸荷阀关闭更严，同时验证卸荷阀是否关闭完全，取消了进入卸荷阀上腔油路的单向阀，目的是在安全油压建立后，从遮断阀组或其他安全油路补充到卸荷阀上腔。实施后，A给水泵汽轮机低压进汽调节阀时而能够开启、时而不能开启，未能从根本上解决问题。
　　3.2.3 原因确定
　　A给水泵采取上述措施无效之后，拆除B给水泵汽轮机低压进汽调节阀新更换的卸荷阀，重新检查发现卸荷阀的密封元件“O”形圈有破损（见图7），造成密封不严，导致压力油泄漏。更换“O”形圈，并将拆除的安全油路上的单向阀恢复后，重新进行调节阀联调试验，调节阀动作恢复正常，试验成功。

图7 卸荷阀的密封元件破损情况

　　重新检查A给水泵汽轮机低压进汽调节阀的卸荷阀，问题类似，采取同样方法处理后，调节阀联调试验成功，故障彻底消除。
　　4 预防措施
　　（1）卸荷阀对装配工艺的要求很高，检修时应严格按照规程进行作业，对精密部件应检查彻底。
　　（2）此次解体卸荷阀发现卸荷阀密封元件“O”形圈只是存在轻微破损情况，但却导致高压油泄漏至回油中。应定期检查、更换卸荷阀密封元件“O”形圈，防止密封圈磨损、腐蚀造成密封不严。
　　（3）日常维护工作中需加强滤油，保证油质合格，避免液压部套卡涩，造成系统泄压等故障。
　　（4）根据机组运行情况，将类似滑阀列入定期工作项目，及时清洗并检查相关附件。在机组大、小修期间，加强调节阀“拉阀”试验，通过线性曲线判断滑阀的工作情况，对出现的异常情况及时进行处理，保证机组长期安全稳定运行。

来源：调节阀信息网

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