淺議發(fā)電廠閥門泄漏及防治

關晉濤

（上海核工程研究設計院有限公司，上海 200233）

在發(fā)電廠日常工作中，閥門主要用于控制流體介質(zhì)在站內(nèi)設備與管路間的流動、運轉(zhuǎn),其在機組運行系統(tǒng)中被譽為“咽喉”。

面對目前資源日益稀缺的全球現(xiàn)狀，世界各國也提出日益嚴苛的節(jié)能減排要求，我國近年來在資源節(jié)約、減少排放的道路上不斷探索，提出了碳中和等相關戰(zhàn)略概念。電力企業(yè)也響應國家號召,對發(fā)電機組能耗、成本的縮減越來越重視。其中，減少能耗與成本的重要途徑之一是優(yōu)化流體介質(zhì)的流動運轉(zhuǎn)，減少流體介質(zhì)在閥門處的泄漏量。

閥門的泄漏形式主要分為閥門外漏與閥門內(nèi)漏，泄漏現(xiàn)象常出現(xiàn)在密封機構(gòu)及閥體等位置。閥門泄漏隨時間推移會造成閥桿和法蘭密封面等的沖蝕,最終造成閥門完全失效。

在閥門泄漏過程中，流體介質(zhì)會從泄漏口流出造成流量損失，其會使電廠生產(chǎn)過程增加能耗、提高成本、降低經(jīng)濟性，嚴重情況下影響電力安全產(chǎn)出。并且不及時修理閥門泄漏會造成閥門泄漏口沖蝕，泄漏量不斷增加，最終閥門報廢影響生產(chǎn)。如果流體介質(zhì)具有危險特性（如易燃、易爆、腐蝕性、毒性等）在發(fā)生泄漏時，存在安全隱患，極易引起火災、爆炸等安全事故，威脅電廠內(nèi)工作人員生命安全。所以，電廠內(nèi)閥門泄漏的防治對提高電廠經(jīng)濟效益、保護周邊環(huán)境、確保工作人員人身安全等具有重要作用。

1 閥門外漏的成因

1.1 閥門填料泄漏

閥桿與閥門填料之間存在以轉(zhuǎn)動為主的相對運動。在閥門使用過程中，隨著開關狀態(tài)不斷切換,閥桿與閥門填料之間不斷發(fā)生相對運動。閥門填料在扭轉(zhuǎn)、壓力、溫度等作用下,填料不斷承受擠壓壓力,自身老化導致力學性能的降低等原因，所以該部位存在疲勞失效風險，極易出現(xiàn)泄漏。當填料失效時，流體介質(zhì)就會沿著填料與填料間或填料與閥桿間的縫隙向外泄漏,泄漏過程中流體介質(zhì)不斷沖蝕填料與閥桿，從而導致泄漏不斷擴大。

1.2 法蘭泄漏

閥門法蘭處依靠兩法蘭間的螺栓、螺母與墊片密封,通過對螺栓施加預緊力，作用到墊片上以提供密封壓力,流體介質(zhì)便無法從法蘭連接處逃逸。法蘭連接處的泄漏主要包括螺栓預緊力不足導致墊片密封壓力不足或過度,墊片與法蘭接觸面粗糙度不達標、形變和錯位等都引起密封不嚴導致泄漏。另外，螺栓老化變形、龜裂等也會造成泄漏。

1.3 閥體外漏

閥體外漏主要由于閥門本身制造缺陷及運輸安裝過程中的人為因素造成，如閥門制造過程中產(chǎn)生的裂紋、氣孔，運輸安裝過程中人為失誤對閥體表面造成的裂紋，以及使用過程中沖蝕作用造成的泄漏等。

2 閥門內(nèi)漏的成因

閥門內(nèi)泄漏通常是密封機構(gòu)處的密封不嚴造成的泄漏：（1）由于生產(chǎn)廠家在閥門設計中的缺陷、生產(chǎn)過程中的誤差造成閥門密封不嚴形成裂縫等造成。（2）在運輸、安裝、檢測過程中對密封件造成損傷，導致密封不嚴而泄漏。（3）管路中輸送流體介質(zhì)中存在雜質(zhì)，雜質(zhì)在運輸過程中長時間摩擦閥門密封圈，最終導致內(nèi)漏。（4）在操作閥門時，用力過大，造成閥桿等部件形變，或由于閉合不徹底，導致兩側(cè)存在壓差無法抵消，兩側(cè)流體介質(zhì)不斷沖蝕閥芯，最終導致密封圈及閥芯乃至整個閥體泄漏。（5）由于閥桿在調(diào)整過程中常出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，會卡住閥門，調(diào)整閥門內(nèi)的行程時，閥桿頂撞閥芯或者密封圈形成損壞，導致密封圈及閥芯乃至整個閥體泄漏。

3 電廠閥門泄漏后果

（1）對于整個電廠閥門的泄漏量就是電廠生產(chǎn)過程中徒增成本。泄漏出現(xiàn)后不及時發(fā)現(xiàn)、處理，泄漏量會越來越大，導致經(jīng)濟效益下降，降低機組效率。機組補給水汽泄漏會導致需要向機組補給比原本更多的水汽量，以保證機組正常工作，補給水量增加就需要消耗更多能源，機組總成本也就隨之提高。（2）機組閥門泄漏，易產(chǎn)生較大噪聲、環(huán)境污染。機組工作中泄漏，會產(chǎn)生管路振動，影響工作環(huán)境；如果流體介質(zhì)是易燃、易爆、毒性、腐蝕性，更會造成工作環(huán)境的嚴重污染，甚至影響工作人員的生命安全。閥門泄漏后介質(zhì)在內(nèi)漏處分流成為細小流體不斷沖蝕密封圈或閥芯，導致泄漏面積不斷增大，泄漏量不斷增大，最終閥門完全損壞，同時，管道內(nèi)也會不斷受到?jīng)_擊，使受沖擊位置逐漸變薄，最終管道破裂，危及工作人員人身安全，影響機組效益。

4 閥門泄漏防治方法

機組閥門出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象后，需要根據(jù)具體泄漏位置具體進行分類處理。

（1）泄漏位置可以停止運行情況下，可通過更換損壞零件，如墊片等進行處理，泄漏情況嚴重的情況可直接替換閥門間確保機組正常工作。（2）泄漏位置無法停止運行，要求保證運行情況下，則需要保證處理方式的有效性，目前機組常用防漏處理方法為帶壓堵漏、帶壓焊接等方式，這些方法成本高，專業(yè)性強，但能在保證機組運行的情況下進行防漏，具有針對性。

4.1 閥桿泄漏處理

損壞件更換。閥門維修過程為保證閥門連接緊密，需要在壓蓋與填料處留一定距離，如果壓蓋處螺栓損壞或銹蝕，需要閥門維修人員關閉閥門，先對損壞螺桿進行更換，再進行其他零件的更換，以確保閥桿與固定件之間的緊密性。

4.2 閥門閥蓋及法蘭泄漏處理

（1）緊固螺栓。在泄漏量較小時，通過螺栓緊固提高墊片所受壓力，提高密封可靠性。通常情況下，密封墊片為金屬墊片，維修人員需要保證螺栓緊固恰當，既要避免螺栓緊固過度，也要保證緊固不足的情況。在緊固螺栓過程中，不要盲目操作，以防引起不必要的損壞問題。這種方法適用于密封墊片為金屬纏繞墊的法蘭構(gòu)件。（2）焊接處理。針對法蘭間隙小，泄漏量不嚴重的情況。將兩個法蘭通過帶壓焊接的方法焊接連在一起，以保證流體介質(zhì)順暢流通的作用。一般流體介質(zhì)順暢流通后再次發(fā)生泄漏概率很大，需要在操作中實現(xiàn)全焊接，即將螺栓、螺母、螺柱、法蘭全部焊接牢固。

4.3 閥體泄漏處理

（1）制作模具。閥門在機組工作過程中長期使用，由于管道內(nèi)、閥門內(nèi)流體介質(zhì)的沖蝕作用或是閥門設計缺陷，會出現(xiàn)閥門泄漏等現(xiàn)象。如不能及時發(fā)現(xiàn)，泄漏口會逐漸擴大，影響機組正常工作，增加成本，降低效率?？梢跃C合閥門位置及現(xiàn)場工作條件，制作配套模具，利用模具對泄漏口進行頂壓、封堵的方法進行處理。使用時，將模具安裝在泄漏點相切位置，夾緊機構(gòu)與模具、泄漏口垂直，并在泄漏口接觸面涂適當密封材料增加密封性，實現(xiàn)模具固定，泄漏口封堵。在不更換閥門的情況下，盡可能降低流體介質(zhì)泄漏量。

（2）卡具法。機組部分帶壓閥門發(fā)生泄漏時，泄漏量大，泄漏情況惡化快，易引發(fā)機組后續(xù)安全問題，需快速實現(xiàn)泄漏口封堵，制造配套模具門難以滿足所需封堵速度。可緊急使用卡具進行封堵處理，使用時，同樣將卡具安裝在泄漏點相切位置，頂壓機構(gòu)與模具、泄漏口垂直，并在泄漏口接觸面涂適當密封材料增加密封性，實現(xiàn)卡具固定，泄漏口封堵。

（3）鉚接法。如果閥體存在氣孔、砂眼泄漏，可先氣孔、砂眼位置處打磨拋光，保證其表面具有良好粗糙度后進行鉚接處理，能夠在較短時間內(nèi)提供良好的泄漏口封堵效果。

（4）帶壓堵漏。帶壓堵漏是保證流體介質(zhì)在流通條件下，以保證機組正常工作前提下,利用固體密封材料密封機理，在泄漏點利用堵漏專用設備，將密封材料在設備加熱、處理成為密封膠，并打入設備與泄漏口位置間，充滿整個泄漏口，使密封膠與泄漏流體介質(zhì)壓力平衡，堵塞介質(zhì)泄漏的通道實現(xiàn)，帶壓封堵。

（5）焊接法。在閥體介質(zhì)流量相對較小的工況下，可以應用1個內(nèi)徑比泄漏點大1倍以上的帶螺紋短管，借此方式使泄漏介質(zhì)由短管中外流。短管焊在閥體上，再配合使用1個符合短管螺的堵頭，焊接工作整體完成后封鎖短管，借此方式實現(xiàn)阻止泄漏的木板。導流是短管最大的作用，在現(xiàn)場可以依照實際需求選擇不同的材料，比如，螺母、閥門等。但是，具有焊接操作中要有應用適當?shù)碾娏鳎附与娀∫吐c維持一定距離，以防引起燒穿問題導致更大的泄漏。而在高溫介質(zhì)的閥門上進行施工作業(yè)時，操作人員要高度重視維持自身的安全性。

5 結(jié)語

閥門是機組系統(tǒng)的“咽喉”，閥門的泄漏會使電廠出現(xiàn)成本增加、能耗增加、效益降低、環(huán)境污染、威脅工作人員人身安全等問題。為此在本文中總結(jié)了電廠閥門內(nèi)漏與外漏的介質(zhì)泄漏常見形式，并對泄漏產(chǎn)生危害進行了進一步分析。通過分析泄漏的形成成因,介紹了閥門泄漏檢防治、堵漏方法，對電廠機組閥門泄漏防治具有一定的指導作用。