#1机A侧低旁减压阀内漏原因分析及处理措施

#1机A侧低旁减压阀内漏原因分析及处理措施

徐勇忠

国家电投集团江西电力工程有限公司贵溪分公司，江西 贵溪  335400

摘要：低压旁路减压阀门是火力发电厂的重要的阀门之一，低旁阀门内漏异常缺陷是阀门常见的故障。分析了低压旁路减压阀门内漏异常的常见原因，结合阀门内漏异常治理实例，发现可通过阀芯性能试验、运行监测、阀门检查情况等手段诊断问题，采取阀芯改造、提高材质要求、强化检修工艺及监督等措施进行针对性处理后，低压旁路减压阀门内漏温度均在50℃左右，能有效的解决低压旁路减压阀门内漏问题，提出的诊断方法减少了阀门内漏异常的分析处理时间，节约了人力物力，效果良好，提高了机组热效率，保证机组安全稳定运行，对类似故障的分析处理有借鉴意义。

关键词：低旁减压阀；内漏；分析处理；阀芯改造

0引言

低旁减压阀内漏是阀门故障的一种比较常见的故障形式，虽然各个阀门的形式、参数、检修工艺等各方面不同，但以往低压旁路阀内漏的原因分析及处理措施对处理低旁内漏温度高的问题是有借鉴作用的[2]。目前国家电投江西公司系统内的电厂针对低压旁路减压阀的处理技术措施主要有运行中投入减温水进行降温、解体检查，当阀门密封面产生冲刷后在吹损面上堆焊硬质合金，再进行除应力处理和研磨，高质量按照检修文件包工艺标准执行，保证检修工艺质量等[3]检修方案。其中利用等级检修解体处理，每次都需要外出打磨研磨处理，检修工作量大、检修费用高等问题。故减压阀内漏一直是我们迫需解决的问题。

本文针对#1机A侧低压减压阀内漏大的问题进行探讨与研究[5]。根据景德镇电厂实践研究表明，低压旁路减压阀阀内组件换型改造能降低低压旁路阀后温度。阀芯采用保护方式，重新设计和加工阀座、阀芯、阀杆组件，在阀芯密封面外增加保护套，可以保证经过阀门的湿蒸汽或异物不直接冲刷在阀芯上，可靠的保证阀芯不受吹损，蒸汽不直接冲刷阀芯密封面，保证低旁阀后温度在不投减温水的情况下不超过55℃，提高机组的热效率有一定的效果。

1故障描述

2020年1月10日#1机等级检修更换#1机低压旁路减压阀阀芯后机组开机过后管道温度数据正常，2020年5月15日#1机组调峰开机后，#1机A侧低压旁路减压阀后温度为300℃，负荷最高至500.53MW，检运行人员通知检修人员处理，对#1机A侧低旁进行加关，11:30分负荷降至380MW左右，温度缓慢下降至200℃，且投入减温水进行降温后平均温度依然高达115℃左右，观察至下午17：30 ，查看#1机A侧低压旁路减压阀后温度为113℃，才下降2℃，说明阀门存在较大内漏。

在2020年5月16日9:00分降负荷时，#1机A侧低压旁路阀阀后温度最高超过148℃，负荷为495.36MW，且投入减温水进行降温后平均温度依然高达112℃左右，负荷为350MW，继续观察，#1机A侧低压旁路阀阀后温度为113℃、116℃，机组负荷分别为4907MW、437MW。根据《阀门设计手册》所规定“阀门后方管道温度应控制在平均50℃之内。但阀门金属材料允许部件在150℃以下长期运行，如阀门内漏温度超过200℃，则会造成阀门冲刷严重，会造成加大阀门内漏，所以必须尽快处理，尽快找出低旁减压阀门内漏不正常的原因。

2低旁减压阀内漏的原因分析

2.1 检修工艺安装质量存在问题

低压旁路阀维修过程存在缺陷，阀门密封盖磨损，密封接触线粗糙，验收质量不合格。也有维修程序不合理的因素，密封面有小缺陷。阀座和安装因热应力而变形。[8]设备操作误差进一步扩大的原因是阀门和管道、阀门零件、过滤器、管道中杂质等焊接不当造成的废物堆积。

2.2阀门内部结构问题

根据阀门的设计，阀门的低压蒸汽通过阀塞流入阀门，然后通过减压器后面的阀门单元或阀笼。[9]在这种情况下，阀门装置或阀笼起到调节端口流速的作用，但如果防止异物通过蒸汽进入阀门的“过滤器”起作用，则异物不能留在阀门中。此外，紧凑型阀盖位于阀门下方。当阀门关闭时，可以启动紧凑型阀盖，尤其是当阀门打开时。这增加了损坏阀门密封表面的可能性。同时，阀门下方的管道底部为立管，立管与横管之间的连接易于形变。密封面损坏，导致凹痕、凹槽和其他缺陷，导致阀门内部泄漏。[10]

2.3阀门长期受湿蒸汽冲刷

低旁通阀用于在机器运行期间将蒸汽转移到二次热蒸汽管路中，大量湿蒸汽通过阀门冲洗。由于蒸汽速度很快，达到100米/秒。如果蒸汽中含有水滴或异物的冲击，阀体压力非常大。导致关闭阀门后密封件损坏。关闭阀门前，下部阀门的密封管因水滴或异物的快速冲击而损坏，导致内部泄漏。[11]这是低旁阀泄漏的主要原因，占低旁阀泄漏概率的90%以上。有关清洁底部窗格的示例，请参见图5。目前，一号机组左下低旁阀泄漏严重。汽轮机的工作锅炉动力主要来源于热蒸汽，不能参与汽轮机低旁阀的工作。机器的热消耗增加，煤消耗增加。[12]从根据实际蒸汽位置调整冲击阀孔的物理图像来看，损坏位置与膨胀孔完全一致，再次确认阀门是通过调整蒸汽压力产生的，即蒸汽冲刷。

3处理措施

3.1.阀芯组件改造处理措施

2021年#1机停机C修前，专业召开讨论处理技术措施，通过利用等级检修对#1机A侧低压旁路阀内部组件进行改造，并通过查阅相关设备资料制定出了低压旁路减压阀改造技术方案。检修过程中，检修人员严格安装文件包及技术方案执行，测量阀芯外圆尺寸为298.45mm并留有0.55mm间隙使阀门开关顺畅、并绘制阀芯改造换型设备图纸。阀门结构在阀芯上设计了一个防护结构来保护阀芯密封面，避免其受到高温蒸汽的直接冲刷，从而保护阀芯密封面不受到损坏，也就能够延长阀芯的使用时间，也就是提高了整个阀门的使用寿命。[13]在保护罩的具体设计上将其制作在阀芯上，处于阀芯密封面的外侧，不影响整个阀芯的使用且能够有效地保护阀芯密封面，为了不影响阀芯和阀座密封闭合，在阀座上设计出了环形的凹槽来容纳保护罩，且凹槽尺寸要略大于保护罩的尺寸，使得使用时二者可以相互配合。[13]保护套安装完成后，检修人员回装前进行检查，确保阀座、阀笼、阀芯等部件配合紧密、无卡涩。并联系金相专业人员对关键部位材料打光谱复查，所有材质均符合温度要求及其技术规范。各部件清理打磨完成后，将阀座、笼罩、套筒组装在一起，吊入阀芯组件，在阀芯密封面上均匀涂上红丹，压线检查（见图2），发现压线均匀，接触线100%，并通知技术把关人员验证，检查无问题后对阀门进行回装工作。

图2  #1机A侧低旁阀芯改造图和密封线检查情况

#1机低旁减压阀阀芯组件改造处理后，检修人员查看#1机A侧低旁门后温度情况，#1机A侧低旁阀门后温度显著改善。2021年8月底调峰开机后，9：30分查看阀后温度为38.5℃，负荷为370MW，11：30分查看阀后温度为43.3℃，负荷为500MW，14：30分查看阀后温度为45.7℃，负荷为560MW，17：30分查看阀后温度为44.6℃，负荷为430MW（如图5），经机组启停后验证#1机A侧低压旁路阀后温度数据在50℃以下，达到机组运行温度标准55℃之内的预计效果。

3.2加强检修工艺安装质量、技术质量把关

严格按照检修工艺要求，进行补焊研磨，安装前对阀门阀座与阀芯密封面进行研磨后对红丹检查合格，阀芯与阀座垂直，密封面角度合适无偏斜，宽度合适均匀无断线，并经渗煤油24小时无泄漏。阀芯与阀笼间隙合适，在0.10-0.15mm之间，并手动活动保证阀芯活动自如无卡涩现象。对安装过程中可能存在的问题有针对性的进行重点检查，保证阀座与阀体密封面光滑平整，垫片厚度均匀，阀盖与阀体四周间隙均匀，螺栓紧力合适。调整油动机行程，保证冷态下阀门开4.5-5.0%之间，这样当机组运行时即使温度升高也同样能够保证阀门有1.5-2.0%左右的开度，保证油动机一直给阀芯施压达到密封面密封完好的目的。以消除低旁阀门在运行中内漏缺陷，保证机组的安全稳定运行。

4结论

1）通过研究分析，造成#1机A侧低压旁路减压阀内漏的原因是低旁阀在机组启动过程中，再热蒸汽管道内蒸汽带水，有大量湿蒸汽冲刷在阀芯上，由于蒸汽速度很快，当蒸汽中夹带部分水珠或异物时，对阀芯冲刷非常大。当蒸汽通过调节孔冲击在阀芯上时，其损坏位置与套筒的孔的位置完全一致，从而更加证实了阀门是蒸汽冲刷引起的，也就是说，阀门尚未关闭就已经冲刷，引起关闭不严。

2）针对#1机A低压旁路阀门内漏问题，通过对阀芯组件改造处理，新阀芯采用保护方式，该方式可以保证阀门湿蒸汽不直接冲刷在阀芯上，在阀芯上有专门的保护套，可以保证经过阀门的湿蒸汽或异物不直接冲刷在阀芯上，可靠的保证阀芯不受吹损，延长阀门使用寿命，彻底解决阀门内漏大故障。

3）#1机低压旁路阀门阀芯组件改造后，阀门后管道温度下降到55℃，解决了因阀门内漏使管道长期超高温工作，而引起汽水的损失，影响机组安全运行问题，有效的消除了阀门内漏现象，提高了机组的热效率，节约了公司维护成本、降低了检修人员劳动强度及维护工作量，为节约了机组经济损失。总而言之，日后需要不断的对低压旁路阀内漏的问题进行分析，对可能产生问题的原因予以针对性处理和约束，从根本上提高管控工作的实效性水平，优化机组运行质量，提高标准化管理工序的基本应用效果。

4）下阶段将在#1机B侧低旁减压阀上进行改造，有效降低低旁减压阀的无谓损耗，为提高热效率、节约经济损失做贡献。

参考文献

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[5]阀门设计手册（杨源泉主编，出版号ISBN-7-111-03

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[13]刘晖明.640MW汽机检修规程[M].江西贵溪发电有限公司，GD 101070104-2020.