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[摘要] 针对330MW汽轮机运行过程中，高压调节阀振动原因进行分析，通过增加操纵座的弹簧预紧力等技术措施，解决了汽轮机高压调节阀振动异常的故障，取得了非常明显的效果。
关键词：汽轮机 高压调节阀 振动异常处理
湛江电力有限公司1号机组为东方汽轮机有限公司（以下简称东汽）生产的N300—16.7/537/537—3（合缸）亚临界中间再热、两缸两排汽、凝汽式汽轮机，于1995年2月16日投产，2011年10-12月对本汽轮机进行通流改造增容至330MW机组，并于2012年1月4日投产，其中，在本机通流改造过程中，汽轮机高压主汽调节阀组一起更换为新阀，阀型设计沿用600MW机组阀型号，设置有左右两个高压主汽调节阀组，分别布置在高中压缸中部两侧，每个高压主汽调节阀组由一个主汽阀和两个调节阀组成，调节阀与主汽阀呈“Δ”形排列，机组右侧为1号、4号高压调节阀，左侧为2号、3号高压调节阀，高压主汽阀配合直径均为Φ260mm；4个高压调节阀配合直径均为Φ170mm；为了减小阀门提升力，主汽阀和调节阀均设有预启阀，预启阀行程为7±0.2mm。高压主汽调节阀均由各自独立的油动机控制，机组采用顺阀控制方式运行时，1、2号高压调节阀同时开启，3、4号高压调节阀依次开启。机组采用单阀控制方式运行时，四个高压调节阀同时开启。我们知道，汽轮机正常运行过程中，若高压调节阀长期振动将会引起操纵座连接螺栓脱落，阀杆接头处的严重磨损，往往导致阀门空行程的增加，使阀门滞后打开，阀门流量特性曲线偏离设计值，影响机组的调节性能。严重的还可能导致调门上连杆断裂、导汽管疏水管焊缝疲劳断裂，严重危及机组的安全运行。
1 1号汽轮机高压调节阀振动概况
2012年1月4日21：00 1号机组DEH（DEH即汽轮机数字电液控制系统（Digital Electro-Hydraulic Control System），简称数字电调，是DCS的重要组成部分）为顺阀控制方式，当1号机组负荷加至210MW时，1、2号高调门开度反馈均为51.8%，3、4号高调门为全关状态，DEH控制画面上显示“伺服卡CV1（一号高调）故障”报警，机组负荷瞬间甩掉50MW负荷后回升至原设定值，现场检查发现1号高调门门杆等操纵座机构振动，门杆在旋动，当将机组负荷加至240MW以上时，1号高调门振动减小，但门杆仍存在旋动现象。1月18日1号、2号高调门油动机操纵座的调整环1及球面垫片在运行中自由转动，其中，调整环1的连接螺栓在运行过程中断裂脱落，如图1：
2 1号汽轮机高压调节阀振动及门杆转动的原因分析
2.1安装质量不符合技术要求.湛江电力有限公司1号汽轮机高压调节阀操纵座连接结构图如图2所示，为了保证高调阀弹簧的紧力满足运行性能要求，操纵座各调整垫的主要设计技术要求有配准调整环1的厚度为：b+10mm，其中b为配准测量尺寸、10mm为预紧垫厚度；配准调整垫片2的厚度C=10mm，并配准上面的球面垫圈的厚度保证图中间隙0.04-0.08mm；而现场核对各配准调整垫厚度时发现配准调整环1没有增加预紧垫.
2.2制造商未按设计图纸配置防转键.在运行过程中，阀碟与预启阀因汽流扰动（汽流激振）会产生一个圆周力，在圆周力的作用下会引起阀杆转动现象，设置防转动装置可以有效防止阀杆转动，因此没有防转动装置是导致阀杆转动的主要原因.
2.3高压调节阀振动原因分析。一是根据阀杆的受力分析可知：F=Fs+G+Fk，其中，F为阀杆受到向上的力即油动机的提升力，Fs为蝶阀进出口压差，Fk为阀杆所受弹簧力。Fs为蝶阀进出口压差随阀门开度不断开大而减小，Fk为阀杆所受弹簧力随阀门的开大而增大；由于配准调整环1主要是调节弹簧预紧力，安装时没有增加预紧垫造成弹簧紧力不够，导致在同一工况时，油动机的提升力的偏差，弹簧力的减小可能引起阀门的空行程的增加，使阀门滞后打开，阀门流量特性曲线偏离设计值，影响机组的调节性能，而且当阀门开度较大、进出口压差较小时产生的低频强迫振动；二是弹簧预紧力不足，不可避免地造成了阀碟与预启阀（即阀杆）的分离，使阀碟悬浮于汽流中，进而导致了阀碟上下浮动的可能，会加剧这种随机振动的程度。因此，弹簧预紧力不足是导致阀门振动剧烈的主要原因之一；三是1号机组使用的阀型沿用600MW汽轮机高调阀的阀型设计，而330MW机组与600MW机组在阀门相同开度的情况下，蒸汽流量偏小，在某一开度时会使阀碟底部产生不稳定扰动汽流，扰动汽流通常是“阀碟附着流”向“阀座附着流”的不稳定过渡区，形成一种不规则的随机振动。
31号汽轮机高压调节阀振动及门杆转动的对策
3.1提高设备安装及检修质量。湛江电力有限公司利用机组小修按照主要设计技术要求对每个高压调节阀操纵座的各调整垫配准了调整环，增加弹簧预紧力。同时，设置了防转动装置有效防止阀杆转动，即在连接轴与连接架之間增加防转键。
3.2湛江电力有限公司重新对汽轮机进行了DEH阀门流量特性试验，通过试验消除因顺序阀的流量函数中的流量分配、阀门预启段流量计算及阀门重叠度设置不正确引起阀门调节死区，避免阀门特性存在拐点的现象，提高了阀门的调节性能，减少调门调节性能偏差引起的振动。
3.3建议厂家应根据330MW机组对应的蒸汽量对阀型设计进行优化，减少高压调门部分开度的不稳定扰动汽流的影响。
4 结束语
湛江电力有限公司一号机组采取上述对策后，解决了1号汽轮机高压调节阀振动及门杆转动的问题，为机组的安全稳定运行提供了保证.
参考文献：
1上海汽轮机有限公司主办的2009年02期《热力透平》 董真 陈倪编写的《50MW汽轮机高压调门振动分析及其改造》
2东方汽轮机厂 湛江电力有限公司#1机组高压主汽调节阀安装图；
关键词：汽轮机 高压调节阀 振动异常处理
湛江电力有限公司1号机组为东方汽轮机有限公司（以下简称东汽）生产的N300—16.7/537/537—3（合缸）亚临界中间再热、两缸两排汽、凝汽式汽轮机，于1995年2月16日投产，2011年10-12月对本汽轮机进行通流改造增容至330MW机组，并于2012年1月4日投产，其中，在本机通流改造过程中，汽轮机高压主汽调节阀组一起更换为新阀，阀型设计沿用600MW机组阀型号，设置有左右两个高压主汽调节阀组，分别布置在高中压缸中部两侧，每个高压主汽调节阀组由一个主汽阀和两个调节阀组成，调节阀与主汽阀呈“Δ”形排列，机组右侧为1号、4号高压调节阀，左侧为2号、3号高压调节阀，高压主汽阀配合直径均为Φ260mm；4个高压调节阀配合直径均为Φ170mm；为了减小阀门提升力，主汽阀和调节阀均设有预启阀，预启阀行程为7±0.2mm。高压主汽调节阀均由各自独立的油动机控制，机组采用顺阀控制方式运行时，1、2号高压调节阀同时开启，3、4号高压调节阀依次开启。机组采用单阀控制方式运行时，四个高压调节阀同时开启。我们知道，汽轮机正常运行过程中，若高压调节阀长期振动将会引起操纵座连接螺栓脱落，阀杆接头处的严重磨损，往往导致阀门空行程的增加，使阀门滞后打开，阀门流量特性曲线偏离设计值，影响机组的调节性能。严重的还可能导致调门上连杆断裂、导汽管疏水管焊缝疲劳断裂，严重危及机组的安全运行。
1 1号汽轮机高压调节阀振动概况
2012年1月4日21：00 1号机组DEH（DEH即汽轮机数字电液控制系统（Digital Electro-Hydraulic Control System），简称数字电调，是DCS的重要组成部分）为顺阀控制方式，当1号机组负荷加至210MW时，1、2号高调门开度反馈均为51.8%，3、4号高调门为全关状态，DEH控制画面上显示“伺服卡CV1（一号高调）故障”报警，机组负荷瞬间甩掉50MW负荷后回升至原设定值，现场检查发现1号高调门门杆等操纵座机构振动，门杆在旋动，当将机组负荷加至240MW以上时，1号高调门振动减小，但门杆仍存在旋动现象。1月18日1号、2号高调门油动机操纵座的调整环1及球面垫片在运行中自由转动，其中，调整环1的连接螺栓在运行过程中断裂脱落，如图1：
2 1号汽轮机高压调节阀振动及门杆转动的原因分析
2.1安装质量不符合技术要求.湛江电力有限公司1号汽轮机高压调节阀操纵座连接结构图如图2所示，为了保证高调阀弹簧的紧力满足运行性能要求，操纵座各调整垫的主要设计技术要求有配准调整环1的厚度为：b+10mm，其中b为配准测量尺寸、10mm为预紧垫厚度；配准调整垫片2的厚度C=10mm，并配准上面的球面垫圈的厚度保证图中间隙0.04-0.08mm；而现场核对各配准调整垫厚度时发现配准调整环1没有增加预紧垫.
2.2制造商未按设计图纸配置防转键.在运行过程中，阀碟与预启阀因汽流扰动（汽流激振）会产生一个圆周力，在圆周力的作用下会引起阀杆转动现象，设置防转动装置可以有效防止阀杆转动，因此没有防转动装置是导致阀杆转动的主要原因.
2.3高压调节阀振动原因分析。一是根据阀杆的受力分析可知：F=Fs+G+Fk，其中，F为阀杆受到向上的力即油动机的提升力，Fs为蝶阀进出口压差，Fk为阀杆所受弹簧力。Fs为蝶阀进出口压差随阀门开度不断开大而减小，Fk为阀杆所受弹簧力随阀门的开大而增大；由于配准调整环1主要是调节弹簧预紧力，安装时没有增加预紧垫造成弹簧紧力不够，导致在同一工况时，油动机的提升力的偏差，弹簧力的减小可能引起阀门的空行程的增加，使阀门滞后打开，阀门流量特性曲线偏离设计值，影响机组的调节性能，而且当阀门开度较大、进出口压差较小时产生的低频强迫振动；二是弹簧预紧力不足，不可避免地造成了阀碟与预启阀（即阀杆）的分离，使阀碟悬浮于汽流中，进而导致了阀碟上下浮动的可能，会加剧这种随机振动的程度。因此，弹簧预紧力不足是导致阀门振动剧烈的主要原因之一；三是1号机组使用的阀型沿用600MW汽轮机高调阀的阀型设计，而330MW机组与600MW机组在阀门相同开度的情况下，蒸汽流量偏小，在某一开度时会使阀碟底部产生不稳定扰动汽流，扰动汽流通常是“阀碟附着流”向“阀座附着流”的不稳定过渡区，形成一种不规则的随机振动。
31号汽轮机高压调节阀振动及门杆转动的对策
3.1提高设备安装及检修质量。湛江电力有限公司利用机组小修按照主要设计技术要求对每个高压调节阀操纵座的各调整垫配准了调整环，增加弹簧预紧力。同时，设置了防转动装置有效防止阀杆转动，即在连接轴与连接架之間增加防转键。
3.2湛江电力有限公司重新对汽轮机进行了DEH阀门流量特性试验，通过试验消除因顺序阀的流量函数中的流量分配、阀门预启段流量计算及阀门重叠度设置不正确引起阀门调节死区，避免阀门特性存在拐点的现象，提高了阀门的调节性能，减少调门调节性能偏差引起的振动。
3.3建议厂家应根据330MW机组对应的蒸汽量对阀型设计进行优化，减少高压调门部分开度的不稳定扰动汽流的影响。
4 结束语
湛江电力有限公司一号机组采取上述对策后，解决了1号汽轮机高压调节阀振动及门杆转动的问题，为机组的安全稳定运行提供了保证.
参考文献：
1上海汽轮机有限公司主办的2009年02期《热力透平》 董真 陈倪编写的《50MW汽轮机高压调门振动分析及其改造》
2东方汽轮机厂 湛江电力有限公司#1机组高压主汽调节阀安装图；