電站鍋爐閥門泄漏原因分析及預防措施

周挺

【摘 要】目前，閥門在電廠運行中得到了廣泛的應用。閥門作為調節和管理介質的主要單一裝置，可實現介質堵塞和流量調節的處理方式。實踐經驗表明，在閥桿填料處、閥門本體、法蘭密封面等容易發生閥門泄漏問題。如果閥門泄漏很長一段時間，它將不僅對單個設備造成破壞，也導致整個過程系統的負面影響，比如增加能源消耗引起的介質流動的損失，因此容易導致發電成本的增加。如果管道介質是易燃易爆介質，也會對人身財產造成重大威脅。

【關鍵詞】鍋爐閥門;泄漏原因;預防措施;

近些年來，在國內外新建的電廠中，隨著采用超超臨界、二次再熱等新技術的高參數機組相繼投產運行，大型火電發電機組中鍋爐配套閥門與其他普通閥門相比工作工況更為惡劣，要求其具有更高的安全性、可靠性、密封性能以及工藝性能。而經統計，閥門泄漏問題，一直約占鍋爐泄漏事故的40%～60%，已嚴重影響機組能否一次通過水壓和試運行，對后續鍋爐運行也存在很大的安全隱患。

一、電站鍋爐閥門泄漏原因

1.閥桿處泄漏。電廠運營中，閥桿、填料連接處可能存在相對運動，如軸向轉動。隨著設備應用時間的延長，開關頻率增加，會引發閥桿、填料位置的接觸壓力下降，同時受管道內部介質壓力、溫度影響，極易引發高壓介質從閥桿、填料處發生泄漏。此外，還需要考慮閥桿表面摩擦作用、填料性能、壓力等要素，這也是引發閥桿泄漏的常見原因。

2.閥蓋、法蘭泄漏。螺栓連接牢固度差、表面粗糙度差、外界機械設備的連續振動、墊片磨損等問題。此外，螺栓長期處于工作環境中，可能發生變形、伸長的問題，輔助零件磨損老化等會引發龜裂問題，這也是引發法蘭處密封性下降的主要原因。需要引起注意的是法蘭泄漏與相關作業人員的操作具有一定關系，如安裝施工中密封墊片的安裝不合理、對稱度差，緊固法蘭環節中外界用力不足等均會引發后期泄漏問題。

3.閥體泄漏。電廠運營中，閥門應用位置多、數量大。長期連續運行，在流體介質作用下極易引發閥門沖刷、腐蝕問題，如閥門薄弱部位容易出現砂眼、泄漏問題。此外閥門一般是專門廠家進行加工制造，其生產、鍛造中也會出現紕漏問題，如氣孔、裂紋缺陷等，這也是導致后期使用中發生泄漏的主要原因。

二、分析電站鍋爐安全閥常見故障原因

1.安全閥閥門發生泄漏。安全閥泄漏不但會引起介質損失，另外，介質的不斷泄漏還會使密封面遭到破壞。安全閥閥門發生泄漏的原因主要有以下三種，一是在安全閥的密封面上，有雜質和贓物等，導致閥芯與閥座密封面之間出現縫隙，無法完全密封，使閥門發生泄漏;二是安全閥密封面的材料質量不合格，當安全閥檢修次數過多時，密封面已經研磨得很低，硬度也大大降低了，密封面會受到損傷，導致安全閥閥門發生泄漏;同時，也可能是技術人員在對安全閥檢修時，沒有認真對閥芯和閥座密封面進行研磨，或研磨達不到質量標準要求。三是在裝配安全閥時，閥芯與閥座的結合面出現透光現象、閥芯與閥座的位置沒有對正，會導致安全閥閥門發生泄漏。

2.安全閥起跳后難以回座。造成安全閥起跳后不回座的原因一般是彈簧卡澀。安全閥不回座對鍋爐的經濟運行有很大危害，使大量的蒸汽超時排放，造成不必要的經濟損失。

3.安全閥出現頻跳現象。所謂安全閥頻跳，是指在安全閥回座之后，只要稍微升高壓力，安全閥就會再次開啟，且反反復復。安全閥發生頻跳不利于其密封，會使密封面發生泄漏。安全閥出現頻跳現象的原因是安全閥的回座壓力過高或安全閥起閉壓差過小造成。一般是由于噴嘴環固定螺栓損壞，造成噴嘴環上移造成。

4.安全閥粘死（拒動）現象。安全閥粘死（拒動）是指安全閥閥芯和閥座密封面銹蝕粘結在一起，無論被保護設備內壓力升多高，安全閥都不會開啟泄壓。這是安全閥故障中最嚴重的一種，安全閥已經完全失去了對設備的保護作用。此類情況多數發生在以垃圾焚燒電站鍋爐的安全閥上面。垃圾焚燒電站鍋爐的燃料和其他電站鍋爐的燃料不同，普通電站鍋爐的燃料大多是煤，而垃圾焚燒鍋爐的燃料是生活垃圾和工業垃圾，成分比較復雜，含有較強的腐蝕性物質。我們對垃圾焚燒鍋爐燃燒的爐灰同燒煤鍋爐燃燒的爐灰進行了取樣化驗，化驗結果如下：（1）水溶液導電性：取0.1克樣品溶于100毫升超純水，水溶性導電成分在潮濕環境中可以形成導電溶液，使合金鋼發生電化學腐蝕，當材料表面存在小孔或者微小縫隙時，容易形成氧氣的濃差原電池，加劇腐蝕速率。水溶液導電性越好，則相應腐蝕電流越高，腐蝕速率越大。（2）酸堿性試驗：稱取0.1克左右樣品，加入100毫升超純水，經定性試驗，酸堿性對腐蝕的作用比較復雜，當材料表面溶液PH小于10時，腐蝕速率變化不大，當PH大于10而小于12時，腐蝕速率會大大降低，當PH大于13時，腐蝕速率再次增大。（3）氯離子試驗：稱取0.1克左右樣品，加入超純水，滴定水中氯離子含量，溶液中的氯離子對腐蝕起加速作用，濃度越高加速作用越明顯。

三、預防措施

1.設計與制造在設計閥門時，要根據工況合理設計閥門結構，特別是密封結構，應提高密封比壓，最大限度確保密封性能可靠，在材質選擇上應使閥門具備耐高溫、耐磨、抗腐蝕等要求，在研發上，不斷探究影響閥門密封性能關鍵因素，改進密封結構，使用新材料，提高必要的加工精度，以控制閥門泄漏。在制造過程中，要嚴格按照制造技術條件和標準生產，確保閥體、密封面、閥桿的精度和表面質量。在制造時不僅要注意承壓件和受力件制造質量，也要注意壓蓋等次要件制造質量。

2.檢驗和包裝。在制造過程中，要嚴格按照質量計劃進行質量控制，做好尺寸、精度、探傷等產品檢驗過程，重點控制試壓檢驗，確保產品100%進行試壓，把質量問題隱患消除在制造環節。在閥門包裝上，要加強閥門的產品防護和隔離固定，避免雜質污染和運輸磕碰損壞。特別是小規格閥門，往往會多只整箱發貨，更要避免閥門間的磕碰、撞擊、傾倒等機械性損傷。

3.倉儲和運輸。供應商和采購方都應加強閥門的存放保管，要保證倉庫環境清潔、溫濕控制合理、閥門標識清晰、離地存放。特殊情況下，需要露天貯存，應遮蓋防護，防止雨水浸泡和泥沙等雜物浸入，杜絕銹蝕和損害密封件的可能。在運輸過程中，應合理裝車，做好固定，避免晃動。在吊卸閥門時，要控制速度，避免外力損傷。

4.現場施工?，F場施工安裝前，要核對規格型號，應逐個檢查填料函，填料是否充實，其壓蓋螺栓是否有足夠的調節余量，鑄造閥體是否有裂紋，砂眼等缺陷，閥桿無銹蝕，彎曲，螺紋完好。同時應對氧化鐵屑、焊渣等雜物用壓縮空氣吹凈，以免其損傷閥門密封面或堵死閥門。在安裝過程中，要避免外力撞擊閥門，要杜絕熱切割、熱焊接作業產生的飛濺物對閥門密封部件的損傷。當安裝鍋爐閥門時，應選擇合理的機械設備，要避免過力緊固，以防止法蘭墊片等密封部件造成損壞。需要特別注意的是，電站鍋爐閥門絕大部分是高溫閥門，而高溫閥門在正常使用時，必須及時進行熱緊，否則容易泄漏。

總之，在面對火電廠鍋爐閥門泄露問題之時，相關領域工作人員需要始終堅持質量第一和預防管理的原則，從設計生產到施工安裝的各個環節加大對火力發電廠鍋爐閥門質量管控。對火電廠鍋爐的安全閥、逆止閥、調節閥以及截止閥等各閥門都進行檢修，確保火電廠鍋爐閥門在使用過程中不會出現安全問題，將安全事故隱患降到最低，為我國火力發電事業的不斷發展作出積極的貢獻。

參考文獻：

[1]李明宇.鍋爐安全閥閥門常見故障分析.2018.

[2]王洪喜.淺談電站鍋爐閥門泄漏原因分析及預防措施.2018.

（作者單位：遼寧清河發電有限責任公司）