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

姜振春 華電萊州發(fā)電有限公司

汽輪機(jī)旁路系統(tǒng)在啟動、停止和驅(qū)動機(jī)器方面起著重要作用，但當(dāng)機(jī)器正常運(yùn)行時，旁路系統(tǒng)中的溢流閥泄漏，蒸汽部分轉(zhuǎn)動相應(yīng)的汽輪機(jī)汽缸，汽輪機(jī)容量和經(jīng)濟(jì)性降低。同時，當(dāng)汽輪機(jī)排汽溫度升高，凝結(jié)水真空度降低時，高壓旁路閥泄漏導(dǎo)致低溫再生器管壁過熱，旁路系統(tǒng)安全系統(tǒng)泄漏。機(jī)器運(yùn)行正常，停機(jī)閥未關(guān)閉，內(nèi)部缺陷泄漏。根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，大型汽輪機(jī)運(yùn)行時，旁路系統(tǒng)的泄漏系統(tǒng)泄漏可能發(fā)生在最高壓旁路通道中。

一、高壓旁路閥泄漏的原因

我們的300MW汽輪機(jī)采用二級系列高壓旁路系統(tǒng)。高壓旁路系統(tǒng)與汽輪機(jī)高壓缸和汽輪機(jī)低壓旁路系統(tǒng)低壓缸（IP/LP）相連。Hpbv是一種高壓旁通閥。Lpbv是一個低壓旁通閥。

目前，中國300MW機(jī)械廣泛采用瑞士CCI和sul life生產(chǎn)的高壓旁通閥。但是有些機(jī)器會行駛一段時間。一些機(jī)器開始運(yùn)轉(zhuǎn)，一些高壓閥泄漏。高壓旁路閥泄漏的主要原因是閥門密封缺陷、死閥或截至閥、司機(jī)操作異常。

閥門密封缺陷通常會留下一些焊渣和氧化鐵，因?yàn)樵阱仩t、過熱器和鍋爐主蒸汽管的安裝或檢查過程中，主管未清潔干凈。當(dāng)機(jī)器停止時，主蒸汽參數(shù)由高壓旁路系統(tǒng)控制，系統(tǒng)中殘留的金屬雜質(zhì)從蒸汽中排出，以滿足運(yùn)行要求。此時，大污染物顆粒在閥芯和閥座的密封面之間強(qiáng)烈碰撞，從而形成凹痕、缺陷等。長期清潔高溫蒸汽會增加缺陷，并對密封表面造成嚴(yán)重?fù)p壞。

如果閥門壓力為正，則真空中的排氣裝置在閥門關(guān)閉后工作。由于閥門的入口流動作用和真空作用，部分蒸汽由飽和蒸汽轉(zhuǎn)化為濕蒸汽，閥座和閥座的熱環(huán)境較長，蒸汽減少了對密封面的侵蝕，密封面的金屬結(jié)構(gòu)略有陳舊。濕蒸汽對密封面的侵蝕程度再次增加，導(dǎo)致密封性能的破壞和泄漏。

閾值包裝的壓縮比為3A。3b為5.88/C，閥籠壓力比為5.08%，不滿足3a.3b低壓旁路閥檢修過程中填料8%以上的要求。填充劑密封不足，支架與閥座密封不足。蒸汽通過立柱、閥座、閥座和底孔之間的間隙進(jìn)入排氣裝置，低壓旁通閥的溫度升高。

據(jù)新疆金民介紹，閥體單元表面和閥體底部在高溫下被氧化成氧化皮革，閥體單元表面和閥體底部之間氧化膜厚度的最大差值為0.04 mm和0.05 mm。另外，由于螺栓的前夾緊力不均勻，閥體的側(cè)面改變了閥門和下孔的垂直面，增加了模具誤差。

修復(fù)時發(fā)現(xiàn)閥桿的徑向變形為0.12mm。低壓旁通管懸掛在鋼結(jié)構(gòu)框架上方的閥體上，管道在冷態(tài)下膨脹，限流裝置連接在鋼結(jié)構(gòu)框架和管道上。在管道冷卻狀態(tài)下，當(dāng)管道沿蒸汽流動方向加熱時，低壓管道之間有11 mm的間隙，變形為11 mm，止動裝置之間的變形為11 mm，適用于中低壓管道，且無間隙。機(jī)械止動機(jī)構(gòu)設(shè)計用于調(diào)整管道在與蒸汽流相反方向的膨脹和變形。因此，在熱狀態(tài)下，閥體受管道沿蒸汽流動方向產(chǎn)生的熱應(yīng)力影響，閥座變形，閥門和閥座密封，泄漏進(jìn)入低壓旁通閥。

二、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

（一）高壓旁路閥泄漏的確定

在高壓旁路與高壓缸排氣管接觸前后安裝測溫裝置，當(dāng)蒸汽從高壓旁路閥流出時，B點(diǎn)溫度升高。因此，如果a和B的溫度相等，則認(rèn)為高壓閥具有良好的密封性能。當(dāng)溫度高于a點(diǎn)時，高壓旁通膨脹閥泄漏。溫差越大，高壓旁通閥的泄漏越大。

（二）消除高壓旁路閥泄漏的措施

首先，檢查閥門是否關(guān)閉。如果未正確調(diào)整，行程指示（指向零但不是關(guān)閉位置）會發(fā)生變化。正確調(diào)整閥門行程與指令的關(guān)系，指令返回時應(yīng)將閥門關(guān)嚴(yán)。閥門的主要原因是閥門彎曲。測量校準(zhǔn)閥桿，并根據(jù)需要更換閥桿。如果閥門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)出現(xiàn)故障，則檢查、維修執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并確保正常運(yùn)行。如果高壓旁通閥的閥蓋破裂和泄漏，請根據(jù)損壞的具體情況采用以下維修方法。

（1）對于深度小于等于1 mm的閥門密封表面的小缺陷，現(xiàn)場通常采用拋光閥芯和旋轉(zhuǎn)閥密封的方法。打磨前必須將閥芯和閥座準(zhǔn)確拉出。您也可以根據(jù)拉伸尺寸拋光模具。根據(jù)閥體尺寸加工固定芯板拋光模，保證拋光模與前鞍座同心。要求均勻接觸，以確保閥座密封面與閥座100%接觸。

（2）如果閥座表面缺陷為1 mm或以上，則通過閥座焊接，閥座的最大厚度為3 mm至5 mm，閥座的最大厚度為3-5 mm，焊接密封件的厚度大幅減小，閥座受到抑制，閥門的泄漏變得很嚴(yán)重。此時，密封件被恢復(fù)。

在機(jī)器維修期間檢測到第一高壓旁通閥的蓋損壞深度。25mm高壓旁通閥由CCI制造。閥門密封面采用鎢鉻鈷合金。具體修復(fù)措施：在重新焊接閥座密封件之前，必須對原密封蓋進(jìn)行脫脂、消毒和開裂處理。并通過機(jī)械加工徹底去除脫落等缺陷。手工電弧焊使用鈷合金焊條進(jìn)行。焊接件的預(yù)熱溫度為300.5℃。攝氏600度。C.焊接時，閥座應(yīng)找平并連續(xù)焊接3-4層。焊接后，在680至750.0度進(jìn)行高溫退火。C.進(jìn)行機(jī)械加工。閥軸、回火閥座、機(jī)加工和風(fēng)冷過程從950.0度調(diào)整。攝氏1000度。通過運(yùn)行實(shí)踐，高壓旁路恢復(fù)正常運(yùn)行。

（3）使用flunt軟件分析靠近閥蓋的兩個閥門蒸汽流的速度和壓力變化，并選擇高性能密封面來確定兩個密封面上的蒸汽刷度。

利用二維模擬建立了低壓旁通閥的1-1比例模型。當(dāng)閥門打開時，閥門內(nèi)的流場為25%，閥門壓力為0.1 MPa，閥后真空為-6 MPa。

最大蒸汽流量向密封面外表面傾斜，蒸汽流量使毛刷碰到密封線，閥門開度不大。當(dāng)密封層向閥座內(nèi)傾斜時，最大流量出現(xiàn)在閥座表面與密封面的接合處，部分蒸汽流在密封面上形成螺旋，密封面上方蒸汽流的刷度降低。因此，閥座密封面的耐腐蝕性高于斜閥座，低壓旁路閥的密封結(jié)構(gòu)隨斜閥瓣的背面而改變。

對改造后的低壓側(cè)閥門進(jìn)行了測試。閥座和閥芯的密封無任何機(jī)械損傷痕跡，如采礦和刷子，表面粗糙度為0.4 um或以下。采用紅棕褐色粉末染色法，測量閥芯與閥座密封面的配合度，密封線寬度均勻。涂層后，進(jìn)行24小時的煤油泄漏試驗(yàn)。

（4）用2mm厚墊片密封閥座蓋和閥座墊片，為閥座螺栓提供了填料張力，改進(jìn)后的填料符合要求，消除了因壓縮不足造成的蒸汽泄漏。

（5）低壓旁通閥設(shè)計準(zhǔn)確，安裝工藝要求高。安裝時盡量減少安裝誤差，增加閥門的密封性。檢查閥軸的同軸度，要求為0.05 mm或更小。去除閥門表面和底部的氧化皮，提高安裝精度。依次擰緊16個氣門室蓋螺栓的螺栓時，扭矩為400 nm。禁止力矩為800 nm和1200 nm，可去除閥座和閥座的密封面和預(yù)緊力。當(dāng)閥座關(guān)閉時，閥座與閥芯的連接部分位于閥座密封面與閥座之間。

三、結(jié)語

當(dāng)高壓旁通閥泄漏至16544.42kg/h時。n、機(jī)器的熱耗增加了25.90kJ/kW，機(jī)器的標(biāo)準(zhǔn)煤耗增加了0.94g/kWh。標(biāo)準(zhǔn)煤年消耗量為1967.09噸。關(guān)于旁路系統(tǒng)高壓旁路閥的泄漏評估和監(jiān)測、泄漏計算和經(jīng)濟(jì)可行性分析，在接觸前安裝高溫旁路閥和高壓缸排氣管，確保安全，低溫再生器防止正在運(yùn)行的管壁過熱。本文提出了一種溫度控制系統(tǒng)。機(jī)器正常工作時，機(jī)油壓力調(diào)節(jié)閥打開以斷開該閥。檢測到旁通閥泄漏，立即修復(fù)旁通閥，關(guān)閉旁通閥，密封面的主表面損壞，并按照要求的修復(fù)工藝進(jìn)行處理。