一种防止高压调门门杆连接螺母脱落的优化设计--中国期刊网

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一种防止高压调门门杆连接螺母脱落的优化设计

发表时间：2021/5/19 来源：《基层建设》2020年第35期作者：葛斌峰张礼强

[导读] 【摘要】某型汽轮机组调门的门杆结构设计存在问题，容易造成门杆脱落。

        国家电投集团贵州金元股份有限公司贵州贵阳 550081
        【摘要】某型汽轮机组调门的门杆结构设计存在问题，容易造成门杆脱落。通过创新优化设计，将螺母剖成两个部分，实现门杆螺纹部分不再承受打闸撞击力，防止高压调门门杆在运行中突然脱落，防止阀芯关闭引发功率振荡和机组功率不受控，保证调门安全运行。
        【关键词】连接；脱落；结构设计；撞击力
        1 前言
        2017年9月20日运行中，某厂一号机GV3阀后压力从22MPa突然降至11MPa，现场查阀位未动作，当远操该阀时，上下阀杆都能正常动作，但阀后压力依然为11MPa，无变化。停机解体后发现GV3阀杆头部破裂，更换损坏部件后正常，后来#1机GV4也发生类似情况。以上两次问题和其它调门在A、B修中作检查，均更换部件作常规处理。
        2 现状分析
        由于1、2号机高压调门上下门杆连接器设计有问题，经多次打闸停机，该连接器内部门杆头极易出现破裂，进而引起门杆脱落，甚至在开机过程中落下。高压调门门杆在运行中突然脱落，阀芯关闭会引发机组功率振荡，引起机组功率不受控，严重危及机组安全运行，必须找出原因对不合理的结构进行改进。
        3分析原因
        通过分析主要问题在结构设计上，通过查阅资料和调研，发现多个电厂调门有类似的设计问题，曾经多次发生门杆头断裂事件，如图1所示。通过分析，当调门停机时反复打闸后，由于门杆头上有加工用顶尖孔，占门杆头总面积的20%左右，这一部分是无法与专用螺母孔内配合完全接触（见图1-1），加之下方有一穿销孔，造成应力集中，门杆头容易发生破裂（见图1-1）。

（图1）

（图1-1）

                         （图2）                     （图3）
        门杆损坏过程为：门杆头裂纹→上方的垫片被压变形→穿销断→门杆在专用螺母内上冲并滑牙→下阀杆脱落（见图2、3）。
        4 执行措施

　　
                  （图4）              　　　（图5）
        4.1将专用螺母从外螺纹上方水平方向剖开（见图4），专用螺母螺纹脱离顶部，不受调门撞击力的影响，而只承受提升门杆的力（冲击力）。将打闸撞击力移到专用螺母上半，而专用螺母已经被剖成上下两半，螺纹部分的下半不再承受打闸撞击力。
        4.2如图4所示更换门杆头，垫块的高度是保证专用螺母上下半间隙在10±2 mm前提下加工，执块的外圆与门杆相同，下部约小0.5mm,保证垫块上下接触面达70%以上（钳工打磨接触）。垫块材质考虑要有韧性和金属延展性。
        4.3在垫块中心钻φ5mm孔。以消除垫块中心应力，保证更好的延展性，防止裂纹。
        4.4将上下阀杆安装好连接器后，用钢筯点焊于下专用螺母与内螺纹活接盖之间（见图5）。防止松动，并将原装防松螺钉拧紧。
        对结构进行分析，按以上思路自行优化设计了一种连接器，按结构设计进行加工，并在机组上试用，经现场长时间运行检验，运行正常，能有效解决原有故障，并且运行稳定。
        效果及总结
        经过充分的论证和试验后，已经成功改造完成一台高调门，证明优化方案是有效的，其余调门将在停机后全部按此方案进行改造。为防止高压调门门杆在运行中突然脱落，必须在停机时，每半年检查一次专用螺母防松情况，防止阀芯关闭引发功率振荡，保证调门安全运行。
        【参考文献】
        [1] 哈尔滨电机厂有限责任公司《高压主汽调节联合阀(左、右)装配图》（CH01.000.7Z）
        作者简介：
        1.葛斌峰，1968年9月生，男，工程师，大学本科，现任国家电投贵州金元股份有限公司火电总监兼火电部主任，长期从事火电管理；
        2.张礼强，1972年6月生，男，大学本科，贵州金元茶园发电有限责任公司生技部主管，从事电厂汽机管理。