发电厂高压阀门泄露原因及处理方法

发电厂高压阀门泄露原因及处理方法

曲志龙

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150046）

摘要：通过对全国亚临界参数以上机组火电站高端阀门的使用情况分析研究，并对4个典型电厂进行了现场走访和调研，对电厂在用阀门的使用情况、备品备件库存及使用中存在的问题进行了总结，并对如何做好火电站阀门管理工作、火电站阀门的联储工作、火电站高端阀门国产化工作，阀门内漏节能治理阐述了有针对性和可行性的建议，供有关电厂参考。

关键词：火电站；高端阀门；管理；现状

1前言

从20世纪80年代始，国内主要的火电站主机和辅机制造行业相继引进了国外先进的设计技术和制造工艺，以适应国内大型火电站机组发展的需要。至目前为止，大型火电站亚临界、超临界、超超临界机组的主、辅机设备已基本实现了国产化，其中包括1000MW超超临界机组的重要主辅设备。但阀门制造行业却没有跟上火电站装备的发展，大部分国产高端阀门还处在技术较落后、可靠性较差、功能不强的水平，需要投入较大的调试人力和维修时间。而且国内阀门制造企业不断分化、不断重组，所以至今国内还没有形成公认的国产优质高端阀门品牌。这是目前国内高端火电站阀门存在的主要问题。

2阀门的种类

阀门是炼油装置中不可缺少的隔断和控制设备，是装置在正常运行过程中对单体设备进行隔离、切断与系统联系的关键设备。保证阀门正常安全无泄露，才能保证各类单体设备（如压缩机等）正常、安全维护，使其正常运行，才能保证装置的安全长、满、优运行。由于各种工艺技术、各种介质、各种腐蚀类型的不同，为满足其要求必须采用不同的阀门，在石油炼化中主要使用闸阀(楔式闸阀与平板闸阀)、截止阀、安全阀、球阀、蝶阀、单向阀、柱塞阀及旋塞阀等。

根据其用途的不同可以分为以下几类：

（1）用于切断或接通管路中的介质的闸阀、截止阀、旋塞阀、球阀和蝶阀等；

（2）用于调节管路中介质压力和流量的调节阀(有气动和电动两种类型)、减压阀、节流阀、蝶阀、平衡阀等；

（3）用于防止介质倒流、保证介质单向流动的止回阀；

（4）用于超温、超压安全保护，排放多余介质，防止温度、压力超过规定数值，从而保证设备和管路系统安全运行的安全阀、溢流阀等；

（5）用于改变管路中介质流动的方向，起分流介质作用的分配阀、三通或四通旋塞阀、三通或四通球阀等；

（6）用于介质的取样分析的取样阀；

3阀门泄露的原因分析

在实际的生产中，阀门的泄漏是最常发生的质量问题，泄漏可以分为外漏和内漏两种类型。阀门的内漏和外漏通常是阀门密封副失效引起的。阀门外漏就是指流体渗漏到阀门的外面，而内漏就是阀门密封关闭不严，阀门关闭后仍有部分流体在管道中流动，两种泄漏现象不同，都与阀门本身的质量和使用操作有关。在大多数情况下，外部泄漏所造成的后果，往往比内部泄漏更加严重。在工业生产中，阀门的外漏不但造成原料及能源的浪费，还会直接污染环境，甚至引起火灾、爆炸、中毒等危害生命安全的重大事故，给国民经济造成严重损失。

3.1阀门外漏的形式和原因分析

阀门外漏常见于阀体、阀杆、填料和各部件装配的密封连接部位。

3.1.1阀体外漏原因

阀体质量是阀门质量的核心。确保阀体质量，是靠稳定科学的铸造工艺技术，是靠对铸件的检查和检测，特别对铸造过程容易产生缺陷、承压能力薄弱以及应力集中部位，更需要强化。阀体通常是铸造的，容易形成砂眼、松散组织、夹渣、应力裂纹等铸造缺陷，阀体上的砂眼会导致介质的泄漏，这种泄漏一般都表现为渗漏，流量较小，通过水压试验就能被发现。阀体受到天气冻裂、开关阀门及重物撞击后损坏。

3.1.2阀杆外漏原因

阀门的阀杆由于设计和选材不当会引起阀杆在某个位置被卡死，使阀门无法关闭或关闭不严，造成介质泄漏。此种泄漏往往流量较大，对生产装置和周围的环境容易造成严重的危害。

3.1.2填料的泄漏原因

阀门在操作使用过程中，阀杆同填料之间存在着相对运动。随着开关次数的增加，相对运动的次数也随之增多，阀门填料由于接触压力逐渐减弱、填料自身的老化、失去了弹性；安装不对，存在着以小代大；阀杆精度不高，有弯曲、腐蚀、磨损；填料圈数不足，压盖未压紧；操作不当，用力过猛等原因容易发生泄漏。这时压力介质就会沿着填料与阀杆的接触间隙向外泄露，长时间会把部分填料吹走和将阀杆冲刷出沟槽，从而使泄露扩大化。

3.1.3阀体连接处泄露原因

阀体连接部位的密封系指阀体与阀盖之问的密封。一般情况下为法兰连接密封，当阀门公称直径较小时为螺纹连接密封。垫片的类型、材质或尺寸不符合要求、法兰密封面加工质量差、连接螺栓紧固不当、因管道配置不合理而在连接处产生过大附加载荷等原因，都能引起阀体连接部位泄漏。

3.1.4阀门内漏的原因

阀门的内漏问题是使用中最常见最普遍的质量问题，也是考核阀门质量好坏最关键的指标之一。对于截断类阀门而言，其主要的功能就是接通或关闭流体，出现内漏也就失去了它的功能。而产生内漏的原因比较复杂，归纳起来可以分为阀门自身质量问题和使用操作问题。

（1）阀门的设计和制造工艺存在问题，造成阀门密封不严而导致介质的泄漏，多为渗漏或小流量连续排放。

（2）阀板或密封面变形造成密封不严，从而引起介质的泄漏，一般成渗漏或小流量连续排放。

（3）在阀门的制造、运输、检验、安装和使用等过程中，损伤了阀门的密封面，使密封不严，导致阀门泄漏。这种泄漏也表现为小流量的渗漏。

（4）介质内含有固体杂质造成阀门关闭不严，从而引起介质泄漏。这种泄漏可能是小流量的渗漏也可能流量较大。

（5）介质中含有H2S、CI-离子等腐蚀性物质，对阀门密封面腐蚀，导致阀门关不严而泄露。这种泄露随着腐蚀加剧，泄露会不断的增大。

4阀门的泄露的对应对措施

4.1优化设计

能否将阀门泄漏的程度降到最低、使用寿命达到最长，取决于阀门设计选型是否合理、密封形式的选用、阀门的产品质量、安装施工及生产操作是否合乎规范等。对于生产厂家而言，首先要规范生产工艺过程，严格按ISO9001质量体系文件规定的程序进行生产。从原材料的进厂到阀门产品的出厂，生产全过程的一切活动都要在科学有效的控制下进行，而对于高要求的关键阀门产品的关键点要不断研究改进和检验，同时要经常去现场了解产品的使用情况，及时发现问题及时解决，不断改进和提高阀门的质量。对于安装使用单位，设计选用时出具包括设计温度压力介质性质和状态以及阀门类型阀体及主要内件材料接管要求等内容的阀门规格书不仅强化了设计选用意识也为阀门采购提供了科学依据。

4.2阀体、阀杆泄露的应对措施

阀杆是阀门中重要的受力零部件，阀杆材料必须具有足够的强度和韧性，能耐介质、大气及填料的腐蚀，耐擦伤，工艺性能好。为了提高阀杆表面耐腐蚀、耐磨损的性能，一般应对其表面进行强化处理。目前，制造阀杆的材料，国内大部分使用马氏体不锈钢，但这种不锈钢耐缝隙腐蚀能力较弱，这是由于酸性物质的作用，使阀杆表面的钝化膜破坏而产生的局部腐蚀，因此最好采用奥氏体一铁素体双相不锈钢，可以增强阀杆耐缝隙腐蚀的能力，从而使阀杆处的泄漏得到有效的控制。使用单位安装时对气温在0°和0°以下的阀门，应进行保温或拌热，停止使用的阀门应排除积水；阀门上禁止推放重物，不允许用手锤撞击铸铁和非金属阀门，大口径阀门的安装应有支架。

4.3填料的泄露应对措施

由于阀门填料函密封的泄漏，以及阀体连接部位密封的泄漏，是造成阀门外漏的关键所在，所以需要特别重视。传统的软质填料密封，是靠填料压盖的轴向压力，使之在阀杆与填料以及填料与填料箱侧壁之间，产生一定的径向接触应力而达到密封的。因此，压盖的轴向力必须相当大，这就造成填料与阀杆之间摩擦转矩增大、磨损增加、软质密封填料磨损快，因而须经常拧紧压盖螺栓或更换填料，才能保证较好的密封效果。

5结束语

消除阀门泄漏的关键在于优化阀门结构的设计，根据不同的工艺条件合理选择阀门的材料，提高阀门在生产过程中的质量控制水平，以及根据工艺操作系统优化阀门的选型。随着科学技术的进步，特别是新材料的出现，一些新结构的阀门已投入使用，它可以满足现今化工企业长、满、优的生产发展的需要。

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