電廠汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)高壓旁路閥泄漏經(jīng)濟(jì)性分析及對(duì)策

摘要：汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)是汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)的重要組成部分，旁路系統(tǒng)旁路閥泄漏對(duì)機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性有著重要的影響。文章分析了電廠300MW汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)高壓旁路閥泄漏的原因，提出了高壓旁路閥泄漏對(duì)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性影響的計(jì)算方法，并進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，最后給出了旁路閥泄漏的判別方法和消除高壓旁路閥泄漏的具體措施。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)；高壓旁路閥；泄漏；經(jīng)濟(jì)性分析

中圖分類號(hào)：TK284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）04-0065-03

1 概述

汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)在機(jī)組的啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行中都擔(dān)負(fù)著重要的作用。然而當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行中旁路系統(tǒng)旁路閥泄漏，會(huì)導(dǎo)致部分蒸汽繞過(guò)汽輪機(jī)相應(yīng)的汽缸，使汽輪機(jī)的做功能力下降，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性降低；同時(shí)，高壓旁路閥泄漏時(shí)，還有可能造成鍋爐低溫再熱器管壁超溫，低壓旁路閥泄漏時(shí)，還有可能使汽輪機(jī)排汽溫度升高、凝汽器真空下降，這些也會(huì)給機(jī)組的安全運(yùn)行帶來(lái)很大的威脅。旁路系統(tǒng)旁路閥泄漏，是指機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)旁路閥關(guān)閉不嚴(yán)密，存在內(nèi)漏缺陷。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，大型汽輪機(jī)運(yùn)行中旁路系統(tǒng)旁路閥泄漏最容易出現(xiàn)在高壓旁路中，所以高壓旁路閥泄漏問(wèn)題應(yīng)給以特別關(guān)注。

2 高壓旁路閥泄漏的原因

我國(guó)300MW汽輪機(jī)廣泛采用高、低壓兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)，如圖1所示。高壓旁路系統(tǒng)與汽輪機(jī)高壓缸（HP）并聯(lián)，低壓旁路系統(tǒng)與汽輪機(jī)中、低壓缸（IP/LP）并聯(lián)。HPBV為高壓旁路閥；LPBV為低壓旁路閥。

目前我國(guó)300MW機(jī)組較多使用美國(guó)CCI公司和瑞士SULZER公司制造的高壓旁路閥。但有些機(jī)組在運(yùn)行一段時(shí)間后，甚至有的機(jī)組剛剛投運(yùn)就出現(xiàn)了不同程度的高壓旁路閥泄漏現(xiàn)象〕。

造成高壓旁路閥泄漏的原因是：閥門(mén)密封面存在缺陷，閥門(mén)卡澀或沒(méi)有關(guān)到位，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作失常等。其中閥門(mén)密封面存在缺陷是造成高壓旁路閥泄漏的主要

原因。

閥門(mén)密封面存在缺陷往往是由于機(jī)組安裝或檢修過(guò)程中，鍋爐省煤器、過(guò)熱器、主蒸汽管道、主給水管道中沒(méi)有清理干凈，殘留一定量的焊渣、氧化鐵、金屬顆粒等雜物，而在機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)過(guò)程中均要使用高壓旁路系統(tǒng)控制主蒸汽的參數(shù)，以滿足運(yùn)行的要求。這樣以來(lái)，系統(tǒng)中殘留的金屬雜質(zhì)隨著蒸汽一起流動(dòng)，較大的雜質(zhì)顆粒會(huì)劇烈沖擊并夾在閥芯與閥座密封面之間，使密封面出現(xiàn)凹坑、缺損等缺陷，并在高溫高壓蒸汽的長(zhǎng)期沖刷下，使缺陷進(jìn)一步擴(kuò)大，造成嚴(yán)重的密封面

吹損。

3 高壓旁路閥泄漏經(jīng)濟(jì)性計(jì)算

根據(jù)熱平衡、質(zhì)量平衡原理及等效熱降法，可對(duì)機(jī)組運(yùn)行中高壓旁路閥泄漏所造成的經(jīng)濟(jì)性損失進(jìn)行

計(jì)算。

3.1 計(jì)算方法

4 高壓旁路閥泄漏的判別方法及消除高壓旁路閥泄漏的措施

4.1 高壓旁路閥泄漏的判別方法

如圖2所示，在高壓旁路與高壓缸排汽管道接點(diǎn)C前后（圖2中A、B兩處）分別裝設(shè)溫度測(cè)量裝置。機(jī)組正常運(yùn)行中，若高壓旁路閥漏汽，必然使混合后的B點(diǎn)溫度升高。所以，若A、B兩點(diǎn)溫度相等，說(shuō)明高壓旁路閥嚴(yán)密性良好；若B點(diǎn)溫度高于A點(diǎn)溫度，則說(shuō)明高壓旁路閥泄漏；兩者溫差越大，表明高壓旁路閥泄漏量越大。高壓旁路閥的泄漏量可依據(jù)公式（5）計(jì)算來(lái)確定。

4.2 高壓旁路閥泄漏的處理措施

首先應(yīng)檢查閥門(mén)是否關(guān)閉到位，若是閥門(mén)行程指示未調(diào)整正確所致（如指示到零，但未關(guān)到位），應(yīng)重新正確調(diào)整閥門(mén)的行程與指示的關(guān)系，確保指示到零，閥門(mén)能?chē)?yán)密關(guān)閉；閥門(mén)卡澀多是閥桿彎曲所致，應(yīng)對(duì)閥桿進(jìn)行測(cè)量和校正，必要時(shí)更換新閥桿；閥門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)失靈，應(yīng)檢查修理驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，確保其正常工作。

對(duì)于高壓旁路閥密封面損傷所造成的泄漏，應(yīng)根據(jù)具體的損傷情況采用以下不同的檢修工藝進(jìn)行處理：

（1）對(duì)于閥門(mén)密封面缺陷深度小于1mm的較輕的缺陷，一般采用在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)閥門(mén)密封面進(jìn)行研磨，閥芯進(jìn)行車(chē)削加工的方法。在研磨工作前，應(yīng)對(duì)閥芯、閥座進(jìn)行精確的測(cè)繪，按照測(cè)繪尺寸加工閥座研磨胎具。研磨胎具選擇鑄鐵材料，加工時(shí)必須保證各部分尺寸符合要求。還要根據(jù)閥殼尺寸加工出研磨胎具中心定位平板，以保證研磨胎具與原閥座的同心度，確保密封面不會(huì)出現(xiàn)磨偏現(xiàn)象。研磨時(shí)，先用80～100目的研磨膏將閥座密封面上的缺陷除去，然后更換一個(gè)新的研磨頭，使用400目研磨膏進(jìn)行細(xì)磨，并進(jìn)行拋光。最后用車(chē)削加工好的閥芯與閥座進(jìn)行對(duì)研，并用紅丹粉進(jìn)行檢驗(yàn)，確保閥芯、閥座密封面100%接觸，且要求接觸線均勻。

（2）對(duì)于閥門(mén)密封面缺陷大于1mm的較嚴(yán)重的缺陷，由于閥座堆焊的密封面最多只有3～5mm，如直接進(jìn)行車(chē)削研磨，極有可能使密封面堆焊嚴(yán)重減薄，甚至露出閥座母體材料，使閥門(mén)泄漏更為嚴(yán)重。因而，此時(shí)只能采用對(duì)密封面進(jìn)行重新堆焊加工的方法進(jìn)行處理。

本機(jī)組小修時(shí)發(fā)現(xiàn)，高壓旁路閥密封面損傷深度達(dá)1.25mm。該高壓旁路閥是美國(guó)CCI公司生產(chǎn)的，閥座密封面采用的是司太立鈷基合金，即以Co為基本成分，加入Cr、W、C等元素組成的合金。檢修中采取的具體措施是：在對(duì)閥座密封面進(jìn)行重新堆焊前，先進(jìn)行脫脂除銹處理，并采用機(jī)加工的方法將原密封面上的裂紋、剝離等缺陷徹底清除掉；選用鈷基合金堆焊焊條，采用手工電弧焊方法進(jìn)行焊接；焊前對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為300℃～600℃；堆焊中，閥座保持水平位置，連續(xù)堆焊3～4層；焊后立即進(jìn)行680℃～750℃的高溫回火，然后再進(jìn)行機(jī)加工；經(jīng)回火和機(jī)加工后再經(jīng)950℃～1000℃空冷淬火，最后將閥芯和閥座按工藝要求進(jìn)行研磨。經(jīng)過(guò)以上工藝處理，運(yùn)行實(shí)踐表明，高壓旁路又恢復(fù)到原有的正常工作狀態(tài)。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)高壓旁路閥運(yùn)行中不嚴(yán)密，對(duì)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響是很大的。由表1可看出，當(dāng)高壓旁路閥泄漏量為16544.42kg/h時(shí)，則機(jī)組的熱耗率增加25.09kJ/kW.h，機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率增加0.94g/kW.h，每年多耗1967.09噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

（2）為了便于判斷和監(jiān)視旁路系統(tǒng)高壓旁路閥的泄漏情況，以計(jì)算泄漏量和經(jīng)濟(jì)性分析，建議在高壓旁路與高壓缸排汽管道接點(diǎn)前后分別裝設(shè)溫度測(cè)量裝置。為了保證低溫再熱器管壁運(yùn)行中不超溫，還應(yīng)增設(shè)溫度控制裝置：當(dāng)高壓旁路閥泄漏，閥后溫度升到某一危險(xiǎn)值時(shí)，開(kāi)啟高壓旁路的噴水隔離閥進(jìn)行噴水調(diào)節(jié)。

（3）機(jī)組正常運(yùn)行中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)旁路閥泄漏時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修，確保旁路閥關(guān)閉嚴(yán)密。檢修工作中，要正確分析造成閥門(mén)泄漏的原因，特別要注意密封面的損傷情況，按所要求的檢修工藝方法進(jìn)行處理。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳季蘭.汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2001.

[2] 鄭國(guó)，葉濤.300MW汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)高旁閥改造[J].電站輔機(jī)，2003，（2）：18-21.

[3] 陳英.300MW機(jī)組汽機(jī)旁路系統(tǒng)改造[J].上海電力，2008，（1）：12-13

[4] 鄭體寬.熱力發(fā)電廠[M].北京：中國(guó)電力出版社，2001.

[5] 林萬(wàn)超.火電廠熱系統(tǒng)節(jié)能理論[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1994.

[6] 郭延秋.大型火電機(jī)組檢修實(shí)用技術(shù)叢書(shū)汽輪機(jī)分冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2003.

作者簡(jiǎn)介：朱允花（1963—），男，安徽鳳臺(tái)人，淮南田家庵發(fā)電廠工程師，研究方向：電廠運(yùn)行。endprint

摘要：汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)是汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)的重要組成部分，旁路系統(tǒng)旁路閥泄漏對(duì)機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性有著重要的影響。文章分析了電廠300MW汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)高壓旁路閥泄漏的原因，提出了高壓旁路閥泄漏對(duì)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性影響的計(jì)算方法，并進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，最后給出了旁路閥泄漏的判別方法和消除高壓旁路閥泄漏的具體措施。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)；高壓旁路閥；泄漏；經(jīng)濟(jì)性分析

中圖分類號(hào)：TK284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）04-0065-03

1 概述

汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)在機(jī)組的啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行中都擔(dān)負(fù)著重要的作用。然而當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行中旁路系統(tǒng)旁路閥泄漏，會(huì)導(dǎo)致部分蒸汽繞過(guò)汽輪機(jī)相應(yīng)的汽缸，使汽輪機(jī)的做功能力下降，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性降低；同時(shí)，高壓旁路閥泄漏時(shí)，還有可能造成鍋爐低溫再熱器管壁超溫，低壓旁路閥泄漏時(shí)，還有可能使汽輪機(jī)排汽溫度升高、凝汽器真空下降，這些也會(huì)給機(jī)組的安全運(yùn)行帶來(lái)很大的威脅。旁路系統(tǒng)旁路閥泄漏，是指機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)旁路閥關(guān)閉不嚴(yán)密，存在內(nèi)漏缺陷。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，大型汽輪機(jī)運(yùn)行中旁路系統(tǒng)旁路閥泄漏最容易出現(xiàn)在高壓旁路中，所以高壓旁路閥泄漏問(wèn)題應(yīng)給以特別關(guān)注。

2 高壓旁路閥泄漏的原因

我國(guó)300MW汽輪機(jī)廣泛采用高、低壓兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)，如圖1所示。高壓旁路系統(tǒng)與汽輪機(jī)高壓缸（HP）并聯(lián)，低壓旁路系統(tǒng)與汽輪機(jī)中、低壓缸（IP/LP）并聯(lián)。HPBV為高壓旁路閥；LPBV為低壓旁路閥。

目前我國(guó)300MW機(jī)組較多使用美國(guó)CCI公司和瑞士SULZER公司制造的高壓旁路閥。但有些機(jī)組在運(yùn)行一段時(shí)間后，甚至有的機(jī)組剛剛投運(yùn)就出現(xiàn)了不同程度的高壓旁路閥泄漏現(xiàn)象〕。

造成高壓旁路閥泄漏的原因是：閥門(mén)密封面存在缺陷，閥門(mén)卡澀或沒(méi)有關(guān)到位，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作失常等。其中閥門(mén)密封面存在缺陷是造成高壓旁路閥泄漏的主要

原因。

閥門(mén)密封面存在缺陷往往是由于機(jī)組安裝或檢修過(guò)程中，鍋爐省煤器、過(guò)熱器、主蒸汽管道、主給水管道中沒(méi)有清理干凈，殘留一定量的焊渣、氧化鐵、金屬顆粒等雜物，而在機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)過(guò)程中均要使用高壓旁路系統(tǒng)控制主蒸汽的參數(shù)，以滿足運(yùn)行的要求。這樣以來(lái)，系統(tǒng)中殘留的金屬雜質(zhì)隨著蒸汽一起流動(dòng)，較大的雜質(zhì)顆粒會(huì)劇烈沖擊并夾在閥芯與閥座密封面之間，使密封面出現(xiàn)凹坑、缺損等缺陷，并在高溫高壓蒸汽的長(zhǎng)期沖刷下，使缺陷進(jìn)一步擴(kuò)大，造成嚴(yán)重的密封面

吹損。

3 高壓旁路閥泄漏經(jīng)濟(jì)性計(jì)算

根據(jù)熱平衡、質(zhì)量平衡原理及等效熱降法，可對(duì)機(jī)組運(yùn)行中高壓旁路閥泄漏所造成的經(jīng)濟(jì)性損失進(jìn)行

計(jì)算。

3.1 計(jì)算方法

4 高壓旁路閥泄漏的判別方法及消除高壓旁路閥泄漏的措施

4.1 高壓旁路閥泄漏的判別方法

如圖2所示，在高壓旁路與高壓缸排汽管道接點(diǎn)C前后（圖2中A、B兩處）分別裝設(shè)溫度測(cè)量裝置。機(jī)組正常運(yùn)行中，若高壓旁路閥漏汽，必然使混合后的B點(diǎn)溫度升高。所以，若A、B兩點(diǎn)溫度相等，說(shuō)明高壓旁路閥嚴(yán)密性良好；若B點(diǎn)溫度高于A點(diǎn)溫度，則說(shuō)明高壓旁路閥泄漏；兩者溫差越大，表明高壓旁路閥泄漏量越大。高壓旁路閥的泄漏量可依據(jù)公式（5）計(jì)算來(lái)確定。

4.2 高壓旁路閥泄漏的處理措施

首先應(yīng)檢查閥門(mén)是否關(guān)閉到位，若是閥門(mén)行程指示未調(diào)整正確所致（如指示到零，但未關(guān)到位），應(yīng)重新正確調(diào)整閥門(mén)的行程與指示的關(guān)系，確保指示到零，閥門(mén)能?chē)?yán)密關(guān)閉；閥門(mén)卡澀多是閥桿彎曲所致，應(yīng)對(duì)閥桿進(jìn)行測(cè)量和校正，必要時(shí)更換新閥桿；閥門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)失靈，應(yīng)檢查修理驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，確保其正常工作。

對(duì)于高壓旁路閥密封面損傷所造成的泄漏，應(yīng)根據(jù)具體的損傷情況采用以下不同的檢修工藝進(jìn)行處理：

（1）對(duì)于閥門(mén)密封面缺陷深度小于1mm的較輕的缺陷，一般采用在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)閥門(mén)密封面進(jìn)行研磨，閥芯進(jìn)行車(chē)削加工的方法。在研磨工作前，應(yīng)對(duì)閥芯、閥座進(jìn)行精確的測(cè)繪，按照測(cè)繪尺寸加工閥座研磨胎具。研磨胎具選擇鑄鐵材料，加工時(shí)必須保證各部分尺寸符合要求。還要根據(jù)閥殼尺寸加工出研磨胎具中心定位平板，以保證研磨胎具與原閥座的同心度，確保密封面不會(huì)出現(xiàn)磨偏現(xiàn)象。研磨時(shí)，先用80～100目的研磨膏將閥座密封面上的缺陷除去，然后更換一個(gè)新的研磨頭，使用400目研磨膏進(jìn)行細(xì)磨，并進(jìn)行拋光。最后用車(chē)削加工好的閥芯與閥座進(jìn)行對(duì)研，并用紅丹粉進(jìn)行檢驗(yàn)，確保閥芯、閥座密封面100%接觸，且要求接觸線均勻。

（2）對(duì)于閥門(mén)密封面缺陷大于1mm的較嚴(yán)重的缺陷，由于閥座堆焊的密封面最多只有3～5mm，如直接進(jìn)行車(chē)削研磨，極有可能使密封面堆焊嚴(yán)重減薄，甚至露出閥座母體材料，使閥門(mén)泄漏更為嚴(yán)重。因而，此時(shí)只能采用對(duì)密封面進(jìn)行重新堆焊加工的方法進(jìn)行處理。

本機(jī)組小修時(shí)發(fā)現(xiàn)，高壓旁路閥密封面損傷深度達(dá)1.25mm。該高壓旁路閥是美國(guó)CCI公司生產(chǎn)的，閥座密封面采用的是司太立鈷基合金，即以Co為基本成分，加入Cr、W、C等元素組成的合金。檢修中采取的具體措施是：在對(duì)閥座密封面進(jìn)行重新堆焊前，先進(jìn)行脫脂除銹處理，并采用機(jī)加工的方法將原密封面上的裂紋、剝離等缺陷徹底清除掉；選用鈷基合金堆焊焊條，采用手工電弧焊方法進(jìn)行焊接；焊前對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為300℃～600℃；堆焊中，閥座保持水平位置，連續(xù)堆焊3～4層；焊后立即進(jìn)行680℃～750℃的高溫回火，然后再進(jìn)行機(jī)加工；經(jīng)回火和機(jī)加工后再經(jīng)950℃～1000℃空冷淬火，最后將閥芯和閥座按工藝要求進(jìn)行研磨。經(jīng)過(guò)以上工藝處理，運(yùn)行實(shí)踐表明，高壓旁路又恢復(fù)到原有的正常工作狀態(tài)。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)高壓旁路閥運(yùn)行中不嚴(yán)密，對(duì)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響是很大的。由表1可看出，當(dāng)高壓旁路閥泄漏量為16544.42kg/h時(shí)，則機(jī)組的熱耗率增加25.09kJ/kW.h，機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率增加0.94g/kW.h，每年多耗1967.09噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

（2）為了便于判斷和監(jiān)視旁路系統(tǒng)高壓旁路閥的泄漏情況，以計(jì)算泄漏量和經(jīng)濟(jì)性分析，建議在高壓旁路與高壓缸排汽管道接點(diǎn)前后分別裝設(shè)溫度測(cè)量裝置。為了保證低溫再熱器管壁運(yùn)行中不超溫，還應(yīng)增設(shè)溫度控制裝置：當(dāng)高壓旁路閥泄漏，閥后溫度升到某一危險(xiǎn)值時(shí)，開(kāi)啟高壓旁路的噴水隔離閥進(jìn)行噴水調(diào)節(jié)。

（3）機(jī)組正常運(yùn)行中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)旁路閥泄漏時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修，確保旁路閥關(guān)閉嚴(yán)密。檢修工作中，要正確分析造成閥門(mén)泄漏的原因，特別要注意密封面的損傷情況，按所要求的檢修工藝方法進(jìn)行處理。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳季蘭.汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2001.

[2] 鄭國(guó)，葉濤.300MW汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)高旁閥改造[J].電站輔機(jī)，2003，（2）：18-21.

[3] 陳英.300MW機(jī)組汽機(jī)旁路系統(tǒng)改造[J].上海電力，2008，（1）：12-13

[4] 鄭體寬.熱力發(fā)電廠[M].北京：中國(guó)電力出版社，2001.

[5] 林萬(wàn)超.火電廠熱系統(tǒng)節(jié)能理論[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1994.

[6] 郭延秋.大型火電機(jī)組檢修實(shí)用技術(shù)叢書(shū)汽輪機(jī)分冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2003.

作者簡(jiǎn)介：朱允花（1963—），男，安徽鳳臺(tái)人，淮南田家庵發(fā)電廠工程師，研究方向：電廠運(yùn)行。endprint

摘要：汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)是汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)的重要組成部分，旁路系統(tǒng)旁路閥泄漏對(duì)機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性有著重要的影響。文章分析了電廠300MW汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)高壓旁路閥泄漏的原因，提出了高壓旁路閥泄漏對(duì)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性影響的計(jì)算方法，并進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，最后給出了旁路閥泄漏的判別方法和消除高壓旁路閥泄漏的具體措施。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)；高壓旁路閥；泄漏；經(jīng)濟(jì)性分析

中圖分類號(hào)：TK284 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）04-0065-03

1 概述

汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)在機(jī)組的啟動(dòng)、停機(jī)和運(yùn)行中都擔(dān)負(fù)著重要的作用。然而當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行中旁路系統(tǒng)旁路閥泄漏，會(huì)導(dǎo)致部分蒸汽繞過(guò)汽輪機(jī)相應(yīng)的汽缸，使汽輪機(jī)的做功能力下降，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性降低；同時(shí)，高壓旁路閥泄漏時(shí)，還有可能造成鍋爐低溫再熱器管壁超溫，低壓旁路閥泄漏時(shí)，還有可能使汽輪機(jī)排汽溫度升高、凝汽器真空下降，這些也會(huì)給機(jī)組的安全運(yùn)行帶來(lái)很大的威脅。旁路系統(tǒng)旁路閥泄漏，是指機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)旁路閥關(guān)閉不嚴(yán)密，存在內(nèi)漏缺陷。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，大型汽輪機(jī)運(yùn)行中旁路系統(tǒng)旁路閥泄漏最容易出現(xiàn)在高壓旁路中，所以高壓旁路閥泄漏問(wèn)題應(yīng)給以特別關(guān)注。

2 高壓旁路閥泄漏的原因

我國(guó)300MW汽輪機(jī)廣泛采用高、低壓兩級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)，如圖1所示。高壓旁路系統(tǒng)與汽輪機(jī)高壓缸（HP）并聯(lián)，低壓旁路系統(tǒng)與汽輪機(jī)中、低壓缸（IP/LP）并聯(lián)。HPBV為高壓旁路閥；LPBV為低壓旁路閥。

目前我國(guó)300MW機(jī)組較多使用美國(guó)CCI公司和瑞士SULZER公司制造的高壓旁路閥。但有些機(jī)組在運(yùn)行一段時(shí)間后，甚至有的機(jī)組剛剛投運(yùn)就出現(xiàn)了不同程度的高壓旁路閥泄漏現(xiàn)象〕。

造成高壓旁路閥泄漏的原因是：閥門(mén)密封面存在缺陷，閥門(mén)卡澀或沒(méi)有關(guān)到位，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作失常等。其中閥門(mén)密封面存在缺陷是造成高壓旁路閥泄漏的主要

原因。

閥門(mén)密封面存在缺陷往往是由于機(jī)組安裝或檢修過(guò)程中，鍋爐省煤器、過(guò)熱器、主蒸汽管道、主給水管道中沒(méi)有清理干凈，殘留一定量的焊渣、氧化鐵、金屬顆粒等雜物，而在機(jī)組啟動(dòng)和停機(jī)過(guò)程中均要使用高壓旁路系統(tǒng)控制主蒸汽的參數(shù)，以滿足運(yùn)行的要求。這樣以來(lái)，系統(tǒng)中殘留的金屬雜質(zhì)隨著蒸汽一起流動(dòng)，較大的雜質(zhì)顆粒會(huì)劇烈沖擊并夾在閥芯與閥座密封面之間，使密封面出現(xiàn)凹坑、缺損等缺陷，并在高溫高壓蒸汽的長(zhǎng)期沖刷下，使缺陷進(jìn)一步擴(kuò)大，造成嚴(yán)重的密封面

吹損。

3 高壓旁路閥泄漏經(jīng)濟(jì)性計(jì)算

根據(jù)熱平衡、質(zhì)量平衡原理及等效熱降法，可對(duì)機(jī)組運(yùn)行中高壓旁路閥泄漏所造成的經(jīng)濟(jì)性損失進(jìn)行

計(jì)算。

3.1 計(jì)算方法

4 高壓旁路閥泄漏的判別方法及消除高壓旁路閥泄漏的措施

4.1 高壓旁路閥泄漏的判別方法

如圖2所示，在高壓旁路與高壓缸排汽管道接點(diǎn)C前后（圖2中A、B兩處）分別裝設(shè)溫度測(cè)量裝置。機(jī)組正常運(yùn)行中，若高壓旁路閥漏汽，必然使混合后的B點(diǎn)溫度升高。所以，若A、B兩點(diǎn)溫度相等，說(shuō)明高壓旁路閥嚴(yán)密性良好；若B點(diǎn)溫度高于A點(diǎn)溫度，則說(shuō)明高壓旁路閥泄漏；兩者溫差越大，表明高壓旁路閥泄漏量越大。高壓旁路閥的泄漏量可依據(jù)公式（5）計(jì)算來(lái)確定。

4.2 高壓旁路閥泄漏的處理措施

首先應(yīng)檢查閥門(mén)是否關(guān)閉到位，若是閥門(mén)行程指示未調(diào)整正確所致（如指示到零，但未關(guān)到位），應(yīng)重新正確調(diào)整閥門(mén)的行程與指示的關(guān)系，確保指示到零，閥門(mén)能?chē)?yán)密關(guān)閉；閥門(mén)卡澀多是閥桿彎曲所致，應(yīng)對(duì)閥桿進(jìn)行測(cè)量和校正，必要時(shí)更換新閥桿；閥門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)失靈，應(yīng)檢查修理驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，確保其正常工作。

對(duì)于高壓旁路閥密封面損傷所造成的泄漏，應(yīng)根據(jù)具體的損傷情況采用以下不同的檢修工藝進(jìn)行處理：

（1）對(duì)于閥門(mén)密封面缺陷深度小于1mm的較輕的缺陷，一般采用在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)閥門(mén)密封面進(jìn)行研磨，閥芯進(jìn)行車(chē)削加工的方法。在研磨工作前，應(yīng)對(duì)閥芯、閥座進(jìn)行精確的測(cè)繪，按照測(cè)繪尺寸加工閥座研磨胎具。研磨胎具選擇鑄鐵材料，加工時(shí)必須保證各部分尺寸符合要求。還要根據(jù)閥殼尺寸加工出研磨胎具中心定位平板，以保證研磨胎具與原閥座的同心度，確保密封面不會(huì)出現(xiàn)磨偏現(xiàn)象。研磨時(shí)，先用80～100目的研磨膏將閥座密封面上的缺陷除去，然后更換一個(gè)新的研磨頭，使用400目研磨膏進(jìn)行細(xì)磨，并進(jìn)行拋光。最后用車(chē)削加工好的閥芯與閥座進(jìn)行對(duì)研，并用紅丹粉進(jìn)行檢驗(yàn)，確保閥芯、閥座密封面100%接觸，且要求接觸線均勻。

（2）對(duì)于閥門(mén)密封面缺陷大于1mm的較嚴(yán)重的缺陷，由于閥座堆焊的密封面最多只有3～5mm，如直接進(jìn)行車(chē)削研磨，極有可能使密封面堆焊嚴(yán)重減薄，甚至露出閥座母體材料，使閥門(mén)泄漏更為嚴(yán)重。因而，此時(shí)只能采用對(duì)密封面進(jìn)行重新堆焊加工的方法進(jìn)行處理。

本機(jī)組小修時(shí)發(fā)現(xiàn)，高壓旁路閥密封面損傷深度達(dá)1.25mm。該高壓旁路閥是美國(guó)CCI公司生產(chǎn)的，閥座密封面采用的是司太立鈷基合金，即以Co為基本成分，加入Cr、W、C等元素組成的合金。檢修中采取的具體措施是：在對(duì)閥座密封面進(jìn)行重新堆焊前，先進(jìn)行脫脂除銹處理，并采用機(jī)加工的方法將原密封面上的裂紋、剝離等缺陷徹底清除掉；選用鈷基合金堆焊焊條，采用手工電弧焊方法進(jìn)行焊接；焊前對(duì)焊件進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為300℃～600℃；堆焊中，閥座保持水平位置，連續(xù)堆焊3～4層；焊后立即進(jìn)行680℃～750℃的高溫回火，然后再進(jìn)行機(jī)加工；經(jīng)回火和機(jī)加工后再經(jīng)950℃～1000℃空冷淬火，最后將閥芯和閥座按工藝要求進(jìn)行研磨。經(jīng)過(guò)以上工藝處理，運(yùn)行實(shí)踐表明，高壓旁路又恢復(fù)到原有的正常工作狀態(tài)。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)高壓旁路閥運(yùn)行中不嚴(yán)密，對(duì)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響是很大的。由表1可看出，當(dāng)高壓旁路閥泄漏量為16544.42kg/h時(shí)，則機(jī)組的熱耗率增加25.09kJ/kW.h，機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)煤耗率增加0.94g/kW.h，每年多耗1967.09噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

（2）為了便于判斷和監(jiān)視旁路系統(tǒng)高壓旁路閥的泄漏情況，以計(jì)算泄漏量和經(jīng)濟(jì)性分析，建議在高壓旁路與高壓缸排汽管道接點(diǎn)前后分別裝設(shè)溫度測(cè)量裝置。為了保證低溫再熱器管壁運(yùn)行中不超溫，還應(yīng)增設(shè)溫度控制裝置：當(dāng)高壓旁路閥泄漏，閥后溫度升到某一危險(xiǎn)值時(shí)，開(kāi)啟高壓旁路的噴水隔離閥進(jìn)行噴水調(diào)節(jié)。

（3）機(jī)組正常運(yùn)行中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)旁路閥泄漏時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修，確保旁路閥關(guān)閉嚴(yán)密。檢修工作中，要正確分析造成閥門(mén)泄漏的原因，特別要注意密封面的損傷情況，按所要求的檢修工藝方法進(jìn)行處理。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳季蘭.汽輪機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2001.

[2] 鄭國(guó)，葉濤.300MW汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)高旁閥改造[J].電站輔機(jī)，2003，（2）：18-21.

[3] 陳英.300MW機(jī)組汽機(jī)旁路系統(tǒng)改造[J].上海電力，2008，（1）：12-13

[4] 鄭體寬.熱力發(fā)電廠[M].北京：中國(guó)電力出版社，2001.

[5] 林萬(wàn)超.火電廠熱系統(tǒng)節(jié)能理論[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，1994.

[6] 郭延秋.大型火電機(jī)組檢修實(shí)用技術(shù)叢書(shū)汽輪機(jī)分冊(cè)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2003.

作者簡(jiǎn)介：朱允花（1963—），男，安徽鳳臺(tái)人，淮南田家庵發(fā)電廠工程師，研究方向：電廠運(yùn)行。endprint