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1 前言
近两年来,国内多台超超临界汽轮机先后出现中压汽门端盖螺栓断裂的情况。如2007年11月份投产的某1000MW汽轮机,在2013年5月发现:中主门1根超声检测有缺陷,螺栓硬度偏高,共更换23根螺栓;中调门螺栓共断裂15根,更换21根。2009年9月投产的某1000MW汽轮机,在2015年2月发现:A中调门有1根螺栓断裂,4根螺栓松动;A中主汽有5根断裂,8根松动。2010年3月投产的660MW汽轮机,在2013年检修时发现,A中主门1根螺栓断裂。这些缺陷严重影响着机组的安全运行。从缺陷统计的情况来看,越早投产的机组出现螺栓断裂的情况越严重。
2 缺陷现场状况
各电厂在检修期间对超超临界汽轮机的中压汽门端盖螺栓断裂情况进行了检查,以下是典型缺陷现场状况的实际图片。
图1是中压汽门端盖螺栓断裂情况:
3 汽门螺栓断裂危害分析
中压主汽门、中压调节阀的端盖主要对汽门室内蒸汽起密封作用,螺栓的作用主要是将端盖与汽门阀体紧密结合,因汽门室内蒸汽压力、温度较高,汽门螺栓的工作环境极其恶劣,特别是在机组启停、负荷快速升降等工况变化范围较大的情况下,蒸汽参数的急剧变化会导致汽门螺栓应力增加,并可能反复变化。长期在这样恶劣的环境中工作,汽门螺栓将产生疲劳与蠕变,从而使螺栓材质的内部构造结构破坏,逐渐转变为细小裂纹,随着裂纹的逐步扩大,最终造成螺栓断裂。汽门螺栓断裂后,汽门端盖将失去固定的支撑力,使得端盖无法密封汽门室内蒸汽,蒸汽会从汽门与端盖的结合面外漏。汽门内高温、高压蒸汽的严重外漏对处于现场环境的人员、设备以及机组的安全运行形成巨大危害。
图2是中压主汽门螺栓断裂导致蒸汽外漏的热成像图。
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