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摘要：汽轮机是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外作功，进而将蒸汽的热能转化为机械能的旋转机械。在其工作运行中，阀杆及调节汽阀是汽轮机调速系统的重要部件，是控制汽轮机运行工况的执行机构。在该机构中，调节汽阀采用了提板阀结构形式。本文以某石化汽轮机为例，对汽轮机的阀杆断裂故障进行分析讨论。
关键词：阀杆断裂；汽轮机；应对措施
在汽轮机中，调速系统是最重要的部件之一，其作用就是使汽轮机输出功率与负荷保持平衡。汽轮机在启动、停机及负荷变化时都是通过调速系统中的油动机带动阀杆，阀杆再带动各个调节汽阀来调节各个气门的行程，通过改变进入汽轮机的蒸汽流量或蒸汽参数来实现的。因此，阀杆是调速系统的重要部件，更进一步来说，它是控制汽轮机运行工况的执行机构。基于此，本文以某石化汽轮机为例，对汽轮机的阀杆断裂故障进行分析讨论。
一、某石化公司汽轮机阀杆断裂故障概况
某石化公司高压加氢裂化装置循环氢压缩机的驱动机—汽轮机（T-7060），采用反动式工业汽轮机技术生产制造。某日，该汽轮机运行出现异常，技术人员发现汽轮机转速无法准确调节，当逐步提升机组负荷时，控制器输出逐步增大，油动机行程根据二次油压信号逐渐增大，但是机组的负荷并没有提升反而出现轻微的波动。
技术人员随即进行该运行工况下数据的采集工作，及时记录机组运行数据，并通过对运行数据变化过程分析对比，并决定对机组进行停机检修。在检修时发现，阀梁组件右侧阀杆断裂。从现场检查情况可以得出结论：右侧阀杆断裂也导致机组负荷无法提升，转速无法调节现象的发生。
二、汽轮机阀杆断裂故障原因分析
1.运行工况原因。实际生产过程中，为保证机组转速稳定，杆阀接头需不断带动调节阀阀杆上下运动，阀梁的高频振动带动阀杆一起做高频振动，加之在阀杆上部有放大作用，阀杆与阀杆接头的连接部位一直承受加大的、高频的交变载荷，更容易产生疲劳；同时因调节阀阀杆较细，频繁的高频振动更容易造成阀杆强度下降，经过长时间的积累，若转速突然提降过快，造成阀杆载荷突然变大，将导致阀杆与阀杆接头的连接部位瞬时承受的载荷加大，最终导致阀杆疲劳断裂现象的发生。
2.设备制造缺陷原因。①调节气阀阀杆接头处是螺纹连接，中间有一个固定销，此设计存在很大的缺陷，装配时由于现场条件及工装的限制达不到热装的条件，螺纹预紧力不够，同时固定销是螺纹拧紧后现场打孔，这不但加大了螺纹处的应力，而且使得阀杆的强度降低。由于高频交变载荷的存在，使的固定销高频晃动摩擦，销孔不断扩大，最终导致阀杆強度下降疲劳断裂。②调节汽阀阀杆与阀梁总成无阻尼装置，两者接触面为硬碰硬接触，容易使汽流激振加剧，导致阀杆上部与阀杆接头处振动加大，更容易产生应力集中，导致疲劳断裂。③阀粱总成两端为方形端面结构，不利于汽流的流通，汽流从左右两端进入腔室后容易对端面产生不规则的冲击，更容易导致汽流激振的发生。
三、汽轮机阀杆断裂故障的应对措施
根据现场机组的实际运行情况，结合以上对阀杆断裂原因的分析，除了加强工艺纪律，尽量避免野蛮操作外，必须通过有效的论证以及合理的设计、制造、安装，对阀杆进行改进，来避免类似情况的再次发生，切实提高汽轮机运行稳定性：①将阀梁本身进行改造，两端由方形结构改为圆锥形结构，从而减小汽流对阀梁两端的冲击，尽量减少阀梁本身带来的高频振动，同时阀梁总成（阀碟、螺栓、套筒）改用球面配合，增加气密性，改善间隙配合，从而尽量减小疲劳损伤。②调节汽阀阀杆与阀梁总成之间增加蝶形弹簧，以增大阻尼，缓解汽流激振作用在阀杆上方，引起阀杆接头处的应力损伤，同时阀杆材料采用高温喷涂渗氮处理工艺。③由于阀杆的高频激振容易在接头处放大，从而造成阀杆上端销孔处断裂，增加锁紧螺母一颗（件号4），以增加螺纹预紧力，减小由于激振造成的螺纹疲劳损伤。
四、结束语
该石化公司汽轮机阀杆断裂故障通过上述改造后，该汽轮机运行状况较之前明显好转，各个运行参数比改造前都明显降低，运行效率较之前更加高效，机组整体运行更加平稳，保障了装置安稳优长周期运行，改造达到了预期效果。
本文通过对某汽轮机阀杆断裂故障的实例分析，并对故障的原因和应对措施进行了详细论述，从而提高了汽轮机的运行效率，保证了装置稳定运行。以期为今后的相关工作提供参考。
参考文献：
[1]王日平.汽轮机运行中调节系统常见故障分析[J].电子制作.2017年，08.
[2]李海英.工业汽轮机抽汽调节阀杆振动断裂原因分析及探讨[J].石油化工设备技术，2009，11.
[3]刘峻华，陆继东.汽轮机故障诊断技术的发展与展望[J].汽轮机技术，2017，05.
[4]高日亮.浅谈汽轮发电机组的振动与平衡[J].山西焦煤科技，2015，03.
[5]赵启辉，陈鲍涛.汽轮机振动突变原因分析[J].科技创新与应用，2012，12.
（作者单位：广东茂化建集团有限公司 ）
关键词：阀杆断裂；汽轮机；应对措施
在汽轮机中，调速系统是最重要的部件之一，其作用就是使汽轮机输出功率与负荷保持平衡。汽轮机在启动、停机及负荷变化时都是通过调速系统中的油动机带动阀杆，阀杆再带动各个调节汽阀来调节各个气门的行程，通过改变进入汽轮机的蒸汽流量或蒸汽参数来实现的。因此，阀杆是调速系统的重要部件，更进一步来说，它是控制汽轮机运行工况的执行机构。基于此，本文以某石化汽轮机为例，对汽轮机的阀杆断裂故障进行分析讨论。
一、某石化公司汽轮机阀杆断裂故障概况
某石化公司高压加氢裂化装置循环氢压缩机的驱动机—汽轮机（T-7060），采用反动式工业汽轮机技术生产制造。某日，该汽轮机运行出现异常，技术人员发现汽轮机转速无法准确调节，当逐步提升机组负荷时，控制器输出逐步增大，油动机行程根据二次油压信号逐渐增大，但是机组的负荷并没有提升反而出现轻微的波动。
技术人员随即进行该运行工况下数据的采集工作，及时记录机组运行数据，并通过对运行数据变化过程分析对比，并决定对机组进行停机检修。在检修时发现，阀梁组件右侧阀杆断裂。从现场检查情况可以得出结论：右侧阀杆断裂也导致机组负荷无法提升，转速无法调节现象的发生。
二、汽轮机阀杆断裂故障原因分析
1.运行工况原因。实际生产过程中，为保证机组转速稳定，杆阀接头需不断带动调节阀阀杆上下运动，阀梁的高频振动带动阀杆一起做高频振动，加之在阀杆上部有放大作用，阀杆与阀杆接头的连接部位一直承受加大的、高频的交变载荷，更容易产生疲劳；同时因调节阀阀杆较细，频繁的高频振动更容易造成阀杆强度下降，经过长时间的积累，若转速突然提降过快，造成阀杆载荷突然变大，将导致阀杆与阀杆接头的连接部位瞬时承受的载荷加大，最终导致阀杆疲劳断裂现象的发生。
2.设备制造缺陷原因。①调节气阀阀杆接头处是螺纹连接，中间有一个固定销，此设计存在很大的缺陷，装配时由于现场条件及工装的限制达不到热装的条件，螺纹预紧力不够，同时固定销是螺纹拧紧后现场打孔，这不但加大了螺纹处的应力，而且使得阀杆的强度降低。由于高频交变载荷的存在，使的固定销高频晃动摩擦，销孔不断扩大，最终导致阀杆強度下降疲劳断裂。②调节汽阀阀杆与阀梁总成无阻尼装置，两者接触面为硬碰硬接触，容易使汽流激振加剧，导致阀杆上部与阀杆接头处振动加大，更容易产生应力集中，导致疲劳断裂。③阀粱总成两端为方形端面结构，不利于汽流的流通，汽流从左右两端进入腔室后容易对端面产生不规则的冲击，更容易导致汽流激振的发生。
三、汽轮机阀杆断裂故障的应对措施
根据现场机组的实际运行情况，结合以上对阀杆断裂原因的分析，除了加强工艺纪律，尽量避免野蛮操作外，必须通过有效的论证以及合理的设计、制造、安装，对阀杆进行改进，来避免类似情况的再次发生，切实提高汽轮机运行稳定性：①将阀梁本身进行改造，两端由方形结构改为圆锥形结构，从而减小汽流对阀梁两端的冲击，尽量减少阀梁本身带来的高频振动，同时阀梁总成（阀碟、螺栓、套筒）改用球面配合，增加气密性，改善间隙配合，从而尽量减小疲劳损伤。②调节汽阀阀杆与阀梁总成之间增加蝶形弹簧，以增大阻尼，缓解汽流激振作用在阀杆上方，引起阀杆接头处的应力损伤，同时阀杆材料采用高温喷涂渗氮处理工艺。③由于阀杆的高频激振容易在接头处放大，从而造成阀杆上端销孔处断裂，增加锁紧螺母一颗（件号4），以增加螺纹预紧力，减小由于激振造成的螺纹疲劳损伤。
四、结束语
该石化公司汽轮机阀杆断裂故障通过上述改造后，该汽轮机运行状况较之前明显好转，各个运行参数比改造前都明显降低，运行效率较之前更加高效，机组整体运行更加平稳，保障了装置安稳优长周期运行，改造达到了预期效果。
本文通过对某汽轮机阀杆断裂故障的实例分析，并对故障的原因和应对措施进行了详细论述，从而提高了汽轮机的运行效率，保证了装置稳定运行。以期为今后的相关工作提供参考。
参考文献：
[1]王日平.汽轮机运行中调节系统常见故障分析[J].电子制作.2017年，08.
[2]李海英.工业汽轮机抽汽调节阀杆振动断裂原因分析及探讨[J].石油化工设备技术，2009，11.
[3]刘峻华，陆继东.汽轮机故障诊断技术的发展与展望[J].汽轮机技术，2017，05.
[4]高日亮.浅谈汽轮发电机组的振动与平衡[J].山西焦煤科技，2015，03.
[5]赵启辉，陈鲍涛.汽轮机振动突变原因分析[J].科技创新与应用，2012，12.
（作者单位：广东茂化建集团有限公司 ）