某电厂9E燃气-蒸汽联合循环汽轮机为加热单元。首次检查检修后，控制抽汽参数的抽汽调节阀在检修评估期内无异常运行，但在热启动过程中，抽汽调节阀活塞杆转接头杆弯曲。本文分析出处理建议。
1 抽汽调节阀转接头弯曲
2012-04-24T07：00，该9E启动过程中，汽轮机启动循环汽轮机时，汽轮机启动挂闸，抽汽调节阀全开，汽轮机本体旋转隔板全开。检查时发现抽汽调节阀油动机活塞杆转接头弯曲。抽汽调节阀油动机活塞杆转接头弯曲修复的照片如图1所示。
图1 抽汽调节阀油动机活塞杆转接头弯曲修复照片
2 分析活塞杆转接头弯曲原因
2.1 停机处理
2012-04-28T12:00，计划停机。汽轮机停机前已办理工作票，并采取安全措施，停机后进行维护。汽轮机停机开关前，解开抽汽调节阀执行机构与旋转隔板调节连杆的连接，防止汽轮机开关时旋转隔板同时关闭。由于连接到旋转接头的弯曲，油动机活塞杆可能会受到不可预测的阻力而损坏油动机。
2.二 缺陷基本情况
(1)解开抽汽调节阀执行机构与旋转隔断调节连杆的连接，拆下旋转接头后，发现旋转接头长度为180mm，弯曲点发生在离根部40~110mm在螺杆部分，油动机活塞杆不弯曲，旋转隔板可自由调节连杆上下移动，无阻塞。
(2)经检查测量，执行机构油动机活塞杆行程为150.0mm，符合图纸要求。旋转隔板调节连杆的实际行程为148.0mm，135.0mm，在全关位置时，调节连杆处于水平状态，油动机中心线与调节连杆轴承的圆心重合，如图2所示。旋转隔板调节连杆的装配图上标明连杆行程为161.1mm，油动机中心与连杆轴承中心之间的偏差为3.16mm，如图3所示。
图2 抽汽调节阀执行机构及调节连杆装配图
(3)检查缺陷设备解体时，发现油动机中心线与调节连杆轴承中心偏离32.00mm，而图纸要求是3.16mm，如图4所示(图中:p为液压；A为活塞截面积)。
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2.3 弯曲原因分析
2.3.1 抽汽调节阀的阀位标定过程
对于第一次安装或维修后的抽汽调节阀，热控专业需要配合机务专业完成抽汽调节阀的阀位标定。校准步骤如下：
(1)确定高压抗燃油（EH油)系统工作正常，要求校准的阀门具备正常开关的条件；
（2）将MOOG控制阀门和伺服（SPC）卡断开；
(3)手操和MOOG阀连接；
(4)逆时针旋转手动操作旋钮，使气缸活塞向上移动到机械死点(零位)。热控人员通过配置软件将零位写入SPC卡；
(5)顺时针旋转手动操作旋钮，使气缸活塞向下移动至机械死点(满度位置)。热控人员通过配置软件将满度位置写入SPC卡；
(6)阀位标定工作将完成，MOOG阀与SPC卡连接；
(7)此时油缸可通过SPC正常控制卡。
2.3.2 从旋转隔板调节连杆受力情况进行分析
从上述抽汽调节阀的校准过程可以看出，零位和满度是由活塞向上和向下的机械死点决定的。由于旋转隔板调节连杆与油动机中心线之间的累积加工误差，油动机满度位置可能较大；由于校准时间短，不足以导致连杆弯曲。在加热或制冷季节，旋转隔板调节连杆处于中间开度位置，控制旋转隔板开度缸只需克服旋转隔板开启或关闭摩擦阻力和隔板重力，在非制冷加热季节，汽轮机启动后，即多次开关后，旋转接头杆产生少量弯曲变形，分析活塞杆的力矩，活塞上腔的最大进气压力可达14MPa，如图4所示。
应力分析说明：SPC卡控油压力为14MPa，油动机油缸活塞直径125mm，油动机中心线与调节连杆轴承中心偏离32mm。
油动机活塞杆转接头的力矩
油动机活塞杆转接头螺杆上的力矩为5495N·m，如此大的弯曲力矩足以使一个M36×3mm该扭矩为设计扭矩的10.127（32/3.16）倍。
2.4 油动机活塞杆转接头丝杆弯曲的主要原因
根据以上分析和计算，油动机活塞杆转接头线杆弯曲的主要原因是：由于旋转隔断调节连杆各部件的制造误差叠加，油动机活塞杆运动中心线偏离调节连杆轴承中心32.00mm，远超3.16mm的设计要求，使得作用于活塞杆转接头丝杆的最大可能弯曲力矩增大了10倍以上，这么大的力矩是转接头丝杆强度难以承受的，再加上调节连杆的轴承为圆柱形，导致丝杆只能沿着轴承的侧面弯曲（如图1所示）。
图3 旋转隔板调节连杆工作原理图
图4 抽汽调节阀油动机活塞杆转接头受力分析
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3 活塞杆转接头螺杆弯曲后的处理
3.1 处理对策和执行情况
经检查，油动机中心与调节连杆轴承的中心距离不太可能调整，执行机构油动机不能移动到汽轮机本体侧，旋转隔板调节连杆不能延长，只能从其他方式找到方法。
(1)拆下执行机构油动机活塞杆转接头，更换新的转接头。
（2）减少作用于旋转接头杆的扭矩，即减少高压油对活塞的作用力。重新调整旋转隔断，调整连杆行程，将旋转隔断的全关位置定位0%，然后将调整连杆向下打开到一定角度，使调整连杆的垂直活动行程达到135mm，与设计图纸一致，将此位置定为LVDT开度为100%，但实际旋转隔断未达到最大开度，只需满足旋转隔断喷嘴所需的流通面积即可。
（3）按上述方法重新调整执行机构行程后，当旋转隔板打开到100%时，油动机只需克服旋转隔板重力和摩擦阻力产生的扭矩。经现场实际测量估计，扭矩约为313.6N·m，该扭矩在转接头螺杆的设计范围内。
3.2 检查处理情况
(1)冷态下启动EH油系统、汽轮机挂闸后抽汽调节阀开启正常，开闸后关闭正常。油动机活塞在整个行程范围内行走平稳，阀位标定符合图纸要求，执行机构的行程范围符合图纸要求。
(2)在额定工况下，汽轮机携带额定负荷60MW，前额定进气压力为5.549MPa，进汽温度为514℃时，旋转隔板（第11级隔板）前的蒸汽压力为1.740MPa。在实际运行条件下，由于余热锅炉的设计误差，实际进气参数与汽轮机启动满载后的设计值存在一定差异。4月份主汽调节阀全开时，实际高压蒸汽进气压力为4.900MPa，进汽温度为514℃当旋转隔板的行程按图纸要求重新调整时，11级隔板前的蒸汽压力与调整前一致，表明11级隔板的通流能力满足设计要求。
4 暴露问题及改进措施
（1）由于抽汽调节阀的执行机构为直行程，旋转隔断调节连杆为角行程，角行程由直行程控制。油动机活塞的行走中心和旋转隔断调节连杆轴承的中心必然有偏心，偏心距离设计要求为3.16mm，旋转隔板及其连杆、调节杠杆和调节连杆的加工精度要求很高，累计误差容易超标。这就要求汽轮机制造商严格质量管理体系，严格控制各部件的精度误差，严禁使用尺寸误差超标的部件。
（2）为了从根本上解决这个问题，我们必须从设计中找到一种方法。如果将油动机垂直于汽轮机本体轴的定位（暂定为水平定位）改为可调，则油动机中心与调节连杆轴承之间的偏心距离超过标准，需要汽轮机制造商更新思维方式，优化设计方案。
（3）设备制造商必须熟练掌握制造过程中的工艺质量控制标准，必须见证设备组装、组装和重要节点，并严格检查。
（4）设备制造商应充分重视项目回访制度。经过一段时间的运行，设计、制造、装配调整问题将暴露出来。制造商应及时掌握出厂设备的缺陷，改进设计、制造和质量控制，防止其他设备出现类似缺陷。
（5）发电企业的运行维护人员还应加强对设备的监督、检查和维护管理。虽然设备缺陷不能从源头上处理，但在不影响安全、使用功能和经济的前提下，通过分析缺陷的发生机制和调整相应的参数也能达到满意的效果。
5 结束语
控制汽轮机本体抽汽调节阀需要本体制造商和EH配套油系统厂家在技术设计上进行充分沟通，确保零部件的制造和组装精度能够满足图纸的技术要求；设备制造商需要进一步优化设计，控制允许范围内设备的组装误差，以确保工厂设备满足安全和功能要求。
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