楊樹浦發(fā)電廠0號低壓汽輪機是利用供熱蒸汽母管的蒸汽來發(fā)電，目的是減少供熱蒸汽量的富余。0號機容量為30Mw ，蒸汽參數(shù)為1.45MPa、315℃。經(jīng)汽機制造商（北京汽輪電機有限責(zé)任公司）推薦，決定采用德國ADAMS MAK三偏心蝶閥。在啟動過程中，主汽閥和調(diào)節(jié)閥多次出現(xiàn)故障，甚至1號調(diào)節(jié)閥密封面和閥板出現(xiàn)不同程度的損壞，曾一度令人懷疑三偏心蝶閥在低壓機組上的適用性。

    1 三偏心蝶閥的結(jié)構(gòu)和特性

    三偏心是指閥板轉(zhuǎn)軸與密封面中心偏心、閥板轉(zhuǎn)軸與閥門中心線偏心、閥座的斜錐中心線與閥門中心線偏心。由于三偏心蝶閥特殊結(jié)構(gòu)的設(shè)計，蝶閥剛開啟時，閥板與密封面平移脫開，不發(fā)生卡澀現(xiàn)象。

    三偏心蝶閥具有如下主要特性^[1，2]：

    （1）密封性能好：其密封是通過閥座上密封圈與閥板間的擠壓實現(xiàn)的，關(guān)閉扭矩越大，密封等級越高，甚至可以達到“零泄漏”。
    （2）調(diào)節(jié)性能好：9O°旋轉(zhuǎn)蝶閥可被用作調(diào)節(jié)流量和控制啟閉。
    （3）減少了摩擦：減少了閥座與閥板之間在開關(guān)過程中的摩擦，使用壽命延長，開啟力矩小。
    （4）體積�。河捎诮Y(jié)構(gòu)上的原因，蝶閥比同口徑其它閥門的尺寸小得多，便于安裝維修，以及在設(shè)計中對管線的布置及支架的要求大大降低。
    （5）高流通量：在相同流通條件下，蝶閥具有高流通量。例如：DN150蝶閥的流量系數(shù)K_p約為2336，而同尺寸截止閥的K_v僅為341。
    （6）行程短：蝶閥在啟閉時，閥軸只作9O°旋轉(zhuǎn)，其行程比閘閥或者截止閥啟閉時短，而且不會像直線運動的閥桿填料翻出，閥軸處的泄漏極小。

    2 三偏心蝶閥在汽機上的適用性

    0號機蒸汽參數(shù)較低，容積流量大，選用4個德國ADAMS MAK三偏心蝶閥分別用作主汽閥和調(diào)節(jié)閥，所選用的MAK蝶閥參數(shù)為DN350，PN25，PS14.5。蝶閥在系統(tǒng)中的布置如圖1所示。

    主汽閥要求嚴密性高、關(guān)閉速度快，調(diào)節(jié)閥除了上述要求外，還必須有良好的調(diào)節(jié)性能，即有良好的流量特性，能控制轉(zhuǎn)速和調(diào)節(jié)負荷。

    MAK蝶閥除了具有上述特性外，并經(jīng)0號機運行，證明主汽閥和調(diào)節(jié)閥均能滿足各自的要求。在試運行前所做的快速關(guān)閉試驗，主汽閥和調(diào)節(jié)閥關(guān)閉時間如圖1所示。

表1 主汽閥和調(diào)節(jié)閥關(guān)閉時間  S

    如表1所示，主汽閥已到達了快速關(guān)閉時間的要求（規(guī)程要求小于1s）；蝶閥在管路中正向安裝，閥前的汽壓有利于防止蒸汽的泄露，在做嚴密性試驗時，盤車未脫扣。在72h+24h試運行與以后的商業(yè)運行中發(fā)現(xiàn)，調(diào)節(jié)閥能同時開啟沖轉(zhuǎn)，盡管蝶閥的流量特性不如球閥，但與電液調(diào)節(jié)配合使用，能很好地控制、穩(wěn)定轉(zhuǎn)速和調(diào)節(jié)負荷。例如：蚌埠發(fā)電廠曾在30MW機組上采用個Ф400mm的雙座閥，但嚴密性差，關(guān)閉閥門后轉(zhuǎn)速仍在1000r/min以上；如選用大機組主汽閥和調(diào)節(jié)閥所采用的型號，需定做，其價格比較高，約為目前所采用蝶閥的3倍。文獻[1，3]表明，三偏心蝶閥可以取代通常所用的球閥、截止閥、閘閥和旋塞，可用作低壓機組的主汽閥和調(diào)節(jié)閥。

    ADAMS MAK蝶閥的密封圈采用可拆卸式的石墨層/不銹鋼片組合特殊結(jié)構(gòu)，使得密封面在閥門關(guān)閉方向具有一定的浮動性（有自密封特性）。蝶閥在使用過程中，密封面如被磨損，不用停機檢修、處理或更換密封面，只需向關(guān)閉方向改變關(guān)閉閥位，可確保閥板與閥座間的*佳密封形位。

    綜上所述，三偏心蝶閥適合于用作低壓汽輪機的主汽閥和調(diào)節(jié)閥。

    3 出現(xiàn)的問題和解決措施

    0號機啟動后，發(fā)現(xiàn)主汽閥關(guān)閉時間超標，閥前的汽壓情況下頻繁出現(xiàn)主汽閥、調(diào)節(jié)閥打不開，如此反復(fù)，影響了正常啟動時間，處于停滯狀態(tài)，造成經(jīng)濟上的損失。

    將1號調(diào)節(jié)閥拆下解體檢查時，發(fā)現(xiàn)密封環(huán)的不銹鋼齒片有兩處長為70~80mm及20~30mm的翻邊損傷倒伏，并且閥板密封面對應(yīng)位置上發(fā)現(xiàn)了被齒片拉傷的絲紋，致使1號調(diào)節(jié)閥泄漏、嚴密性降低。

    蝶閥出現(xiàn)問題后，對4個蝶閥、執(zhí)行機構(gòu)和控制系統(tǒng)進行全面檢查，排除了蝶閥因設(shè)計和制造上缺陷造成故障的可能�，F(xiàn)場儀表顯示表明，DEH 系統(tǒng)沒有問題，油動機根據(jù)CRT 操作發(fā)出的指令能正確動作，因而，將解決問題的焦點集中在執(zhí)行機構(gòu)本身及與蝶閥的匹配上。

    3.1 調(diào)節(jié)閥執(zhí)行機構(gòu)工作原理

    調(diào)節(jié)閥的啟閉是由油動機和彈簧式執(zhí)行機構(gòu)的相互配合實現(xiàn)的，執(zhí)行機構(gòu)如圖2所示。圖2為調(diào)節(jié)閥關(guān)閉時執(zhí)行機構(gòu)的狀態(tài)，調(diào)節(jié)閥用銷鍵安裝在齒輪中間，齒條與油動機上部調(diào)節(jié)螺母間有1mm間隙。調(diào)節(jié)閥被開啟時，油動機向上運動，同時彈簧被壓縮；調(diào)節(jié)閥關(guān)閉時，油動機迅速向下脫離，蓄能后的彈簧伸長，在齒條、齒輪的傳動下實現(xiàn)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。三偏心蝶閥是由扭矩實現(xiàn)密封，在調(diào)節(jié)閥關(guān)閉時彈簧預(yù)壓縮109mm，目的是保證有效的密封；蝶閥完全打開，油動機向上的行程為141mm。

    解體執(zhí)行機構(gòu)發(fā)現(xiàn)：

    （1）彈簧細長，撓度大，與筒壁存在摩擦，加上傳動部件間的摩擦，導(dǎo)致齒條不跟蹤油動機。
    （2）執(zhí)行機構(gòu)上無任何限位和緩沖裝置，齒條與油動機調(diào)節(jié)螺母存在間隙。

    這2條原因*終引起調(diào)節(jié)閥的過關(guān)，增加了蝶閥的開啟力。當閥前存在汽壓時，進一步提高蝶閥的開啟力，從而出現(xiàn)調(diào)節(jié)閥打不開的現(xiàn)象。

    在調(diào)試過程中，試圖增加執(zhí)行機構(gòu)的開啟力，將齒條與油動機采用硬連接，但由于調(diào)節(jié)閥的過關(guān)，閥板脫離密封面時將不銹鋼片拉壞，閥板相應(yīng)位置出現(xiàn)損傷。

    3.2 機組短期運行措施

    為降低經(jīng)濟上的損失，確保機組及時運行，采取如下機組短期運行措施：

    （1）將調(diào)節(jié)閥閥板和密封面損壞處磨平。
    （2）將彈簧預(yù)壓縮量減至50mm，目的在于確保調(diào)節(jié)閥嚴密性下， 降低調(diào)節(jié)閥關(guān)閉時的總沖擊力。
    （3）上調(diào)油動機調(diào)節(jié)螺母，調(diào)節(jié)螺母與齒條間采用硬連接，保證調(diào)節(jié)閥關(guān)閉時齒條與油動機的跟蹤，對調(diào)節(jié)閥的關(guān)閉有限位作用，而且關(guān)閉時的大部分沖擊力由油動機分擔，起到緩沖的作用，以降低閥板對密封面的沖擊，防止調(diào)節(jié)閥的過關(guān)。

    從目前的機組運行情況來看，找準了問題的關(guān)鍵，所采取的措施是正確的。*終解決調(diào)節(jié)閥問題的方案是重新設(shè)計調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機構(gòu)，該執(zhí)行機構(gòu)配有行程限位和緩沖裝置，此方案的工作正在進行中。

    3.3 主汽閥執(zhí)行機構(gòu)工作原理

    主汽閥執(zhí)行機構(gòu)采用的是意大利Servovalve公司生產(chǎn)的ROXM型彈簧液壓式執(zhí)行機構(gòu)，結(jié)構(gòu)和液壓系統(tǒng)示意圖如圖3所示，由2個電磁閥的開關(guān)實現(xiàn)主汽閥的打開和關(guān)閉。

    ROXM執(zhí)行機構(gòu)液壓缸尾部的T型塊起緩沖作用，防止密封面受閥板的沖擊，但T型塊太長導(dǎo)致快關(guān)時間超標，達2S，不能滿足規(guī)程要求。根據(jù)關(guān)閉時間和T型塊的長度，已經(jīng)按比例縮短并加工-T型塊，滿足規(guī)程所要求的關(guān)閉時間。

    0號機主油泵設(shè)計油壓為1.15MPa，BOXM型執(zhí)行機構(gòu)所要求的油壓為1.2~1.5MPa。當主汽閥前有汽壓時，增加閥板與密封面間的開啟摩擦力，進一步提高主汽閥打開的扭矩，會出現(xiàn)主汽閥打不開。目前，0號機運行時采取先打開主汽閥，再將旁通門打開，進行暖管，暖管結(jié)束，先后打開電動主汽閥和調(diào)節(jié)閥，進行沖轉(zhuǎn)。為提高控制油油壓，北汽電公司將重新設(shè)計主油泵和選擇更高壓力的油泵，以滿足主汽門執(zhí)行機構(gòu)對油壓的需要。

    從表象上看，0號機主汽閥和調(diào)節(jié)閥出現(xiàn)的問題是與閥的執(zhí)行機構(gòu)的匹配有關(guān)，實際上是3個單位間的接口問題沒有很好處理。主汽閥和其執(zhí)行機構(gòu)、調(diào)節(jié)閥及彈簧執(zhí)行機構(gòu)由ADAMS北京代表處提供，油動機則由北汽電公司提供，ADAMS北京代表處對油動機的特殊性能（包括行程限位和緩沖要求）沒有交底，不只是簡單的開和關(guān)，*終導(dǎo)致油動機和彈簧執(zhí)行機構(gòu)之間的配合出現(xiàn)問題。

    4 結(jié)語

    （1）三偏心蝶閥可用作低壓汽機的主汽閥和調(diào)節(jié)閥，經(jīng)實踐證明有良好的技術(shù)性能和使用性能，其價格相對較低，具有較高的性能價格比。
    （2）由于三偏心蝶閥結(jié)構(gòu)和扭矩密封的特殊性，要求與之配套的執(zhí)行機構(gòu)必須配有行程限位和緩沖裝置，以防止蝶閥的過關(guān)和損壞，且在蝶閥關(guān)閉后要保持合適的扭矩和良好的密封性能。
    （3）引進三偏心蝶閥時，需要及時掌握和了解其性能，以利于對供應(yīng)商在履行合同時采取有效的監(jiān)督，也有利于以后的運行、維護和檢修。

原創(chuàng)作者：浙江金鋒自動化儀表有限公司