電廠汽輪機旁路系統高壓旁路閥泄漏經濟性分析及對策

姜振春 華電萊州發電有限公司

汽輪機旁路系統在啟動、停止和驅動機器方面起著重要作用，但當機器正常運行時，旁路系統中的溢流閥泄漏，蒸汽部分轉動相應的汽輪機汽缸，汽輪機容量和經濟性降低。同時，當汽輪機排汽溫度升高，凝結水真空度降低時，高壓旁路閥泄漏導致低溫再生器管壁過熱，旁路系統安全系統泄漏。機器運行正常，停機閥未關閉，內部缺陷泄漏。根據現場運行經驗，大型汽輪機運行時，旁路系統的泄漏系統泄漏可能發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汽輪機采用二級系列高壓旁路系統。高壓旁路系統與汽輪機高壓缸和汽輪機低壓旁路系統低壓缸（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機械廣泛采用瑞士CCI和sul life生產的高壓旁通閥。但是有些機器會行駛一段時間。一些機器開始運轉，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、司機操作異常。

閥門密封缺陷通常會留下一些焊渣和氧化鐵，因為在鍋爐、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。當機器停止時，主蒸汽參數由高壓旁路系統控制，系統中殘留的金屬雜質從蒸汽中排出，以滿足運行要求。此時，大污染物顆粒在閥芯和閥座的密封面之間強烈碰撞，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重損壞。

如果閥門壓力為正，則真空中的排氣裝置在閥門關閉后工作。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化為濕蒸汽，閥座和閥座的熱環境較長，蒸汽減少了對密封面的侵蝕，密封面的金屬結構略有陳舊。濕蒸汽對密封面的侵蝕程度再次增加，導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入排氣裝置，低壓旁通閥的溫度升高。

據新疆金民介紹，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，閥體的側面改變了閥門和下孔的垂直面，增加了模具誤差。

修復時發現閥桿的徑向變形為0.12mm。低壓旁通管懸掛在鋼結構框架上方的閥體上，管道在冷態下膨脹，限流裝置連接在鋼結構框架和管道上。在管道冷卻狀態下，當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。機械止動機構設計用于調整管道在與蒸汽流相反方向的膨脹和變形。因此，在熱狀態下，閥體受管道沿蒸汽流動方向產生的熱應力影響，閥座變形，閥門和閥座密封，泄漏進入低壓旁通閥。

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，當蒸汽從高壓旁路閥流出時，B點溫度升高。因此，如果a和B的溫度相等，則認為高壓閥具有良好的密封性能。當溫度高于a點時，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，檢查閥門是否關閉。如果未正確調整，行程指示（指向零但不是關閉位置）會發生變化。正確調整閥門行程與指令的關系，指令返回時應將閥門關嚴。閥門的主要原因是閥門彎曲。測量校準閥桿，并根據需要更換閥桿。如果閥門的執行機構出現故障，則檢查、維修執行機構，并確保正常運行。如果高壓旁通閥的閥蓋破裂和泄漏，請根據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，現場通常采用拋光閥芯和旋轉閥密封的方法。打磨前必須將閥芯和閥座準確拉出。您也可以根據拉伸尺寸拋光模具。根據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重。此時，密封件被恢復。

在機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。具體修復措施：在重新焊接閥座密封件之前，必須對原密封蓋進行脫脂、消毒和開裂處理。并通過機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行。焊接件的預熱溫度為300.5℃。攝氏600度。C.焊接時，閥座應找平并連續焊接3-4層。焊接后，在680至750.0度進行高溫退火。C.進行機械加工。閥軸、回火閥座、機加工和風冷過程從950.0度調整。攝氏1000度。通過運行實踐，高壓旁路恢復正常運行。

（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。當閥門打開時，閥門內的流場為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。當密封層向閥座內傾斜時，最大流量出現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構隨斜閥瓣的背面而改變。

對改造后的低壓側閥門進行了測試。閥座和閥芯的密封無任何機械損傷痕跡，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，進行24小時的煤油泄漏試驗。

（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）低壓旁通閥設計準確，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緊力。當閥座關閉時，閥座與閥芯的連接部分位于閥座密封面與閥座之間。

三、結語

當高壓旁通閥泄漏至16544.42kg/h時。n、機器的熱耗增加了25.90kJ/kW，機器的標準煤耗增加了0.94g/kWh。標準煤年消耗量為1967.09噸。關于旁路系統高壓旁路閥的泄漏評估和監測、泄漏計算和經濟可行性分析，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行的管壁過熱。本文提出了一種溫度控制系統。機器正常工作時，機油壓力調節閥打開以斷開該閥。檢測到旁通閥泄漏，立即修復旁通閥，關閉旁通閥，密封面的主表面損壞，并按照要求的修復工藝進行處理。