某电厂汽动辅助给水泵打闸扳机故障根本原因分析

某电厂汽动辅助给水泵打闸扳机故障根本原因分析

刘海常

辽宁红沿河核电有限公司，辽宁 大连 116001

摘要：某电厂汽动辅助给水泵型号为TWL-45S，汽动给水泵在机组调试、日常及大修期间均出现了不同程度的打闸扳机故障问题，根据汽动给水泵机械打闸机构的结构机理并结合现场出现的问题，分析讨论了打闸扳机常见故障的根本原因。

关键词：ASG汽动辅助给水泵；打闸扳机；销轴；间隙K值；

1.背景概述

2016-2-23日执行4ASG003/004PO超速试验过程中， 23时左右启动4ASG004PO，手动打闸停机后，手动复位打闸扳机控制杆失败，多次打闸尝试，不能保证每次都复位成功，复位成功率百分之五十左右，经现场讨论及与主控沟通，现场打开4ASG004PO轴承室上盖，检查复位扳机和扳机销轴，发现复位扳机复位过程中有较大阻力，不能及时、准确复位，进一步决策对打闸扳机整体拆解检查。

2016-2-24下午13:30打闸扳机不能准确复位问题出票开始处理，截至下午17：00，汽泵超速打闸机构解体完成（该扳机整体部件为宁德调用，非该汽泵配套扳机），发现缺陷：

a.扳机销轴上有明显的压痕，轴套内壁也有划痕，说明销轴与扳机销轴轴套之间曾有异物碾压，导致卡涩，影响扳机复位，现场用金相砂纸打磨光滑，相对活动顺畅；

b.扳机销轴锁紧套与扳机之间存在水锈堆积，影响扳机复位灵活性，现场用WD40清洗并打磨光滑；

c.打闸推杆上两个密封圈磨损严重，影响扳机复位精度和灵活性，更换新备件。

2016-2-24下午6:00回装过程中发现一项影响机械超速关键数据与EOMM不符：塞尺测量扳机与打闸螺栓之间的间隙K值为1.3mm，超出EOMM标准“0.381-0.686mm”，初步判断原因为该打闸扳机非此泵出厂配套扳机，扳机更换后间隙未进行过调整。出于质量保证考虑，决定领取库存扳机备件进行更换，回装后测量K值为0.75mm，符合厂家要求间隙值，遂全部回装继续进行超速试验，回装时由于新扳机同原销柱配合间隙较小，在回装过程中扳机可手动复位，但全部回装后发现扳机无法复位，而经过一定时间后扳机又可自由复位。

2016-2-24凌晨2:30开始启泵进行超速试验，后先后四次启泵，分别于8100、7700、7400、7700rpm启泵瞬间触发机械打闸；经讨论分析，新更换的扳机由于同原有扳机局部弧度偏差，同打闸杆配合不严，启泵时受振动扰动直接脱开导致机械打闸。现场临时拆开轴承室上盖，检查K值同装时相同（0.75mm），但用塞尺塞扳机配合面稍微用力就触发机械打闸，现场拆解检查扳机，扳机同飞锤配合面未发现飞锤击打痕迹，飞锤没有真实打出，而扳机卡扣配合面存在台阶，导致扳机和打闸杆接触面积减小。

2.汽泵打闸扳机工作原理

ASG汽动泵在转子轴中部打闸螺栓，在离心力的作用下，打闸螺栓甩出，打击打闸扳机，扳机脱扣，进而角接触阀落下，使主汽门活塞背部泄压，主汽门迅速关闭，设备停止运行。另外就地设置手动打闸杆，在设备出现异常情况就地可直接手推打闸杆，打闸杆推动打闸扳机，同样可达到停机效果。

机械打闸机构复位过程中，将复位杆扳至水平，带动角接触阀弹簧套上移，直至阀芯将上方的排汽孔密封住，同时复位杆前端的挂钩挂在扳机卡扣上。任何使挂钩脱开的行动都会导致角接阀动作，汽轮机停运。在设计上有两种脱扣保护方式：一是达到机械脱扣值打闸螺栓飞出击脱挂钩，二是手动推压打闸杆使挂钩脱开。

3.原因分析

1. 机械打闸扳机无法复位问题

针对机械打闸扳机无法准确复位问题，结合解体部件检查原因为：

a.扳机销轴上有明显的压痕，轴套内壁也有划痕，说明销轴与扳机销轴轴套之间曾有异物碾压，导致卡涩，影响扳机复位；

b.扳机销轴锁紧套与扳机之间存在水锈堆积，影响扳机复位灵活性；

c.打闸推杆上两个密封圈磨损严重，影响扳机复位精度和灵活性。

2. 飞锤同打闸扳机间隙K值超标问题

飞锤同打闸扳机间隙K值按照程序要求为0.381-0.686mm，现场扳机（热试期间从宁德基地调用，同4ASG004PO不是整体配套部件）同飞锤间隙为1.3mm，超出厂家澄清值0.5-1mm，但根据理论分析，打闸扳机同飞锤间隙值只影响飞锤飞出是否能打到扳机，且飞锤全部甩出有一个极短暂时间，在此短暂时间内汽泵转速可能有上升趋势，影响机械打闸值，现场实测飞锤能飞出的长度有3-4mm，足以飞出打到扳机。经得厂家同意直接回装，回装后验证飞锤可直接飞出触发扳机打闸，机械超速值能达到合格范围，厂家针对1.3mm给出澄清。

K值超标原因：

a、主要原因为原有扳机为宁德基地设备部件，当时老外技术人员安装时K值即超标；

b、整套扳机大盖密封垫为新换备件（1mm），新备件较旧备件（0.9mm）厚，但不足以对K值有太大影响。

3. 机械打闸扳机同销柱配合卡涩问题

新更换的扳机同原有销轴配合，冷态时相对转动两者较为顺滑，且回装过程中（扳机大盖未打力矩）操作打闸复位杆时，可顺畅复位，说明扳机同销轴配合较为顺畅，但待大盖打力矩后，再操作打闸复位杆时，无法正常复位，初步怀疑销柱防脱卡同泵体卡涩或销轴同扳机卡涩导致无法复位，经反复拆装处理，最终认定销轴同扳机卡涩导致无法复位。

本次机械打闸扳机同销柱配合卡涩原因：中间水室温度高达50℃左右，在整套打闸装置安装进中间水室后，由于销柱受热膨胀速度大于扳机受热膨胀速度，导致销柱将扳机配合孔胀死，进而卡涩无法复位，待扳机和销轴受热均匀后销柱同扳机配合转为顺畅。

4．机械打闸扳机组件常见故障根本原因分析

根据打闸扳机组件结构特性以及以往缺陷处理经验，正常机械打闸扳机常见故障点在现场设备上体现有两方面：1、打闸扳机无法复位；2、打闸扳机脱扣。

4.1打闸扳机无法复位

4.1.1打闸扳机本体无法复位

4.1.2打闸推杆无法复位进而阻碍打闸扳机复位

4.1.3复位杆销柱衬套磨损严重，导致径向晃动大，进而扳机无法复位。

4.2打闸扳机脱扣

4.2.1机械超速触发，打闸螺栓甩出打到打闸扳机进而脱扣；

4.2.2现场手动干预打闸杆，打闸杆顶至打闸扳机进而脱扣；

4.2.3打闸扳机同复位杆配合处未卡在正常位置，当设备运行时受振扰动进而脱扣；

参考文献

[1] EQUIPMENT, OPERATION & MAINTENANCE MANUAL (EOMM) AUXILIARY FEEDWATER TURBINE DRIVEN PUMPS CPR1000 EXTENSION PROJECT. 2011.03.01.