调速系统分段阀针塞弯曲原因分析及处理（黄惠青）

【摘要】通过对某电厂机组分段阀的先导阀针塞弯曲原因的分析，提出处理方法，收到很好的效果。图1幅。

【关键词】调速系统分段阀 针塞弯曲 分析处理

1 概述

某水电厂有4台机组，调速系统采用武汉市水电控制设备公司生产的块式直连双重调节型机械液压系统，型号为WZST-150。为了确保水轮发电机组安全可靠运行，机组关机时，采用分段关闭装置。

分段阀节流的原理是：凸轮固定在接力器传动机构回复转轴上，在分段之前，分段阀下部滚轮不和凸轮接触，当接力器关闭到回复转轴上的凸轮顶着滚轮，带动先导阀上升时，分段阀的节流活塞下腔即瞬间接通压力油，节流活塞迅速上升至其上方调整螺钉整定的位置，于是接力器在关闭过程中开始分段进行慢关机（见图1）。

2 故障发生

2006年10月1日，在正常停机条件下，3号机组调速器分段阀针塞（以下简称针塞）受撞击导致弯曲。

故障的发生，总是由外因和内因引起，外因就是由外来因素令设备损坏，内因就是设备自身存在的缺陷，现在从2个方面分析可能导致先导阀弯曲的因素。

1） 先导阀的滚轮与凸轮单边接触，产生原由：

① 先导阀的滚轮和凸轮安装不垂直；

② 滚轮和凸轮相互磨损严重。

2） 先导阀的运动行程大于最大设计行程，致使针塞顶到分段阀衬套壁而弯曲。

3） 滚轮与凸轮瞬间接触角度过大，导致针塞弯曲。

4） 由于运行时间长，滚轮疲劳、老化、造成卡阻，导致针塞弯曲。

5） 先导阀油路堵塞，也可以令针塞弯曲。因油路不通，针塞不能动作，而机械反馈带动凸轮运动，使针塞弯曲。

3 故障检查分析

故障的发生不一定是设备的单一缺陷造成，经常是多个缺陷的叠加，最终引起设备的故障。

以上5类故障现象，都可能造成针塞弯曲。针对5种情形结合机组的实际情况进行检查分析。

1） 用塞尺分别测量滚轮与突轮第一拐点与第二拐点的接触面距离，可知先导阀滚轮磨左侧单进，第一拐点0.1mm，第二拐点0.1mm。为了消除磨单边的缺陷，在突轮与回复转轴之间，右侧垫0.1mm铜垫，处理后检测突轮与滚轮的第一拐点和第二拐点接触面间隙：用0.05mm塞尺检查2拐点无间隙。

2） 油路用高压风管吹风，有污物吹出，通过观察分析，不构成弯曲成因。

3） 设计值。先导阀活塞行程10mm，节流活塞最大行程25mn。通过测量，先导阀行程偏大12mm，因12mm＞10mm，但检查先导阀针塞顶部无撞击损伤，可以得出结论：针塞顶到阀顶造成弯曲可以排除。由于12mm＞10mm不符合要求，在分段阀缸体低部与与基座之间垫5 nqlTl铜垫，使整个分段阀升高，从而减小了先导阀活塞的行程，处理后，行程下降至10mm。

4） 突轮第一拐点与第二拐点之间的棱角角度由厂家提供，约120°，安装在回复转轴上。突轮在回复转轴带动下给滚轮1个作用力F，F分解为径向力F""和轴向力F"。由于滚轮磨单边，必定会改变力的方向，同时，在停机时突轮棱角与滑轮瞬间碰撞接触，形成径向力增大，导致针塞弯曲。

5） 检查滚轮无生锈，但有一部位有毛刺，快速转动滚轮，无卡阻现象；缓慢转动滚轮，发现有一位置蹩劲。

通过以上分析可知，滚轮已老化，应更换。

4 处理方法

通过检查分析，设备存在以下隐患：先导阀滚轮与回复转轴凸轮偏磨接触；先导阀活塞行程偏大；凸轮拐点处接触角度过大；滚轮老化。

针对以上几个方面的缺陷，在确保质量前提下，选择最优施工方案进行设备的分解检修。

1） 事故抢修，可用移动回复转轴的方法。因分段阀比较笨重，而旁边无起吊设备，拆卸麻烦，管路安装复杂，另外处理这类故障多是抢修，时间比较紧，所以采用此种方法。

2） 正常检修，采用按顺序拆卸。

〔1〕关闭总油阀、压力油进油阀、排油阀、电磁阀控制总油阀和落锁定。

〔2〕拆除分段阀各边接油管，并铲除旧石棉垫，管路清洗、吹风。

〔3〕拆除分段阀基础螺丝，吊出分段阀放于检修场地，注意底座如在铜垫应记下。

〔4〕拆突轮块，并按测量值加铜垫。

〔5〕拆除先导阀压板，取出先导阀针塞，复归弹簧及衬套。

〔6〕研磨衬套，并清洗干净。

〔7〕衬套注入透明油，装新先导阀针塞。

〔8〕装先导阀压板和新滚轮。

〔9〕安装分段阀，并在分段阀与基座之间，按测量值加铜垫。

〔10〕安装分段阀各连接油管，连接处应该使用新石棉垫。

〔11〕组装后，先导阀活塞应能靠自重在衬套内自由滑落。

〔12〕用正常工作压力油操作检查，针塞动作灵活，无漏油，停机时间校验为：750～250mm为3.8s；250-0mm为10.1s，符合要求。

以上多种缺陷分别处理之后，机组运行到现在，没出现针塞弯曲现象。

由于此故障的发生，引发了对其它机组分段阀针塞运行状态的检查，发现了有类似的隐患，并作相应处理。经检修后，某厂再没有发生分段阀针塞弯曲的故障。

5 结束语

先导阀针塞弯曲虽然少见，但决不能忽视。因其弯曲，致使节流阀不起节流作用，导致机组直接水锤和机构之间的碰击，使机组振动，甚至出现抬机现象，酿成大事故。所以，我们要重视这类小故障，把故障的发生消灭在萌芽状态。

作者简介：黄惠青（1974-），男，助理工程师，主要从事机械检修工作。

作者单位：广东粤电水电检修安装有限责任公司

来源：《小水电》2008.2