【水暖阀门网讯】摘  要：汽轮机疏水阀门在发电厂运行过程中具有非常重要的作用，也是目前我国火力发电厂普遍存在的重大节能问题，防止阀门内漏是火力发电厂节能减排的重要举措。积极分析阀门内漏，熟练掌握阀门内漏预防和运行维护技巧，减少或杜绝阀门内漏打下坚实基础尤为必要。本文针对发电厂汽轮机主要阀门内漏原因以及应对策略等问题进行了深入的分析和探讨并将治理中的经验、遇到的疑难问题进行介绍。

    关键词：汽轮机；阀门内漏；治理 

    一、阀门内漏对火力发电厂的影响

    1.对火力发电厂安全生产的影响：安全生产是火力发电厂生产工作中的重中之重，离开了安全生产，经济运行的连续性和高效性就失去了保证。阀门内漏将使运行中设备无法隔离消缺，主要体现在安全措施无法执行到位，严重威胁检修工作人员的生命安全。 

    2.对火力发电厂经济运行的影响：（1）经过加热、升压后的工质未经利用直接泄漏排地沟（或大气）。（2）高温、高压工质未经利用，直接排入凝汽器，导致凝汽器热负荷增加，机组真空下降，汽轮机效率明显降低。（3）设备消缺时，因阀门内漏，安措无法到位而无法退出，或退出后无法检修，导致机组运行经济性下降。如高加钢管爆漏虽已退出但无法进行检修，对于300MW以上机组供电煤耗将升高10g/kw.h左右,如不退出而继续运行,将存在汽轮机进冷水冷汽甚至发生水冲击的重大安全隐患。（4）内漏阀门数量的增加，将徒增阀门修复、研磨和更换费用。 

    3.对火力发电厂社会形象的影响：作为一个企业特别是国有企业在追求经济利益的同时还肩负着对社会的责任,阀门内漏将使部分高温高压的汽、水直接排入大气中，对周围环境造成热污染，阀门内漏更是火力发电厂管理水平的具体表现。 

    二、阀门内漏判定方法

    公司阀门内漏检测方法和标准：

    采用红外点温仪测量阀门阀体的温度（门前、后有温度测点的以测点值为准）及DCS上参数的变化来判断阀门是否有内漏。

    一般情况阀门内漏判断标准：

    对于高旁内漏标准：高旁后334-350℃（#1、2机组）328-350℃（#3、4机组）为渗漏；350-400℃为一般内漏，超过400℃为严重内漏。

    对于低旁内漏标准：低旁后55-80℃为渗漏；80-100℃为一般内漏，超过100℃为严重内漏。

    对于给水泵最小流量阀内漏标准：阀后50-80℃为渗漏；80-100℃为一般内漏，超过100℃为严重内漏。

    三、防止阀门内漏主要方法

    1.在阀门检修过程中，常常看到阀门密封面上一道道刮痕、一块块压痕。在机组运行中，常常出现某些阀门开启之前不漏，经过一次开关后，阀门就漏了。这些都是管道介质不干净引起的。作为检修人员，在阀门检修中要严格执行防异物措施，阀门焊接要严格执行焊接规定，防止系统进异物。在机组启动过程中，运行人员要按照运行规程规定及时开启疏水门，并保证蒸汽品质达到标准。

    2.电动、气动阀门全关行程必须校好：为了防止和减少阀门内漏，对于非自动开启（即不带热力参数自动保护定值）的电动阀门与调整门，手工压关到位定为全关行程，原则上不得预留阀门开度。对于自动开启（即带热力参数自动保护定值）的电动阀门与调整门，在确保任何状态能自动开启的情况下，尽量以关闭严密、到位定为全关行程。 

    3.机组启动过程中，不宜回收不合格的凝结水：机组启动过程中，当锅炉过热器起压后，锅炉过热蒸汽系统的锈垢、焊渣等杂质就流向汽机侧主蒸汽管道中，当投入高盘旁、低旁后，过热器、再热器系统的锈垢、焊渣等杂质就流向汽机凝结器。因此当投入高旁、低旁后，凝结水水质就不合格了，此时应将凝结水排地沟，并加强对凝结器进行补水、放水，争取凝结水水质尽快合格，只有在凝结水水质合格后才能回收凝结水。 

    4.严把阀门检修验收关：阀门检修、研磨或修复后应压红丹来检验密封面的结合程度，并且要保证密封面清洁度，同时应实施逐级验收的制度,检修质量不合格应坚决返工。 

    5.阀门的质量问题是影响阀门正常工作的关键的因素之一。所以一定要提高疏水阀门的质量标准，加强对疏水阀门的质量控制。目前我国大多数的发电厂主要阀门都选择使用国外生产，与此同时我们国家也在自主研发高质量的疏水阀门，致力于制造体积小、关闭时间短、硬度强、压力承载力大、抗腐蚀能力强的新型阀门。阀门不断承受着水流的冲刷和压力，选择高质量的阀门，可以直接有效的减少阀门的内漏现象 。

    6.规范阀门操作方法，防止操作不当造成阀门内漏：开关阀门时，对于关断型阀门原则上只能全关或者全开，不要让这些阀门处于半开半关状态，以防阀门吹损导致阀门内漏。有的热力管道设置了一、二次疏放水门，为了预防阀门内漏，操作顺序应为：开启时先开一次门，再开二次门，通过二次门调节流量;关闭时先关二次门，再关一次门，这样做的目的是保护一次门。 

    7.机组启动后要及时加关阀门：机组启动后，除了所有疏放水手动门必须关严外，对于电动疏放水门，应在电动关闭完毕后立即手动加关一次，关闭2～4小时后要进行一次测温检查，将判断为内漏的阀门进行一次加关，如加关2～4小时后阀门温度有所下降但未降低到接近于环境温度，可再进行一次加关，这是由于阀门温度下降后，阀芯收缩而间隙增大，此时又可以再下压一定行程，从而有可能使该阀门达到严密关闭状态。 

    四、公司阀门内漏处理具体情况：

    1.高压旁路阀内漏处理：

    大唐三门峡发电有限责任公司#3、4汽轮机旁路采用高压旁路和低压旁路二级串联旁路系统。高压旁路系统由高压旁路阀（CCI-HBSE 160-250型，基建时选用双动活塞式气动执行器）、喷水调节阀、喷水隔离阀组成。

附：图1  高压旁路阀结构简图；表1  CCI配套高压旁路阀执行器参数

    （1）高压旁路阀存在的主要问题

    #3、4机组相继投产后，两台机组高压旁路阀频繁出现不同程度的内漏现象。在最初两次检修后，机组满负荷运行时阀后温度均能降至280-290℃左右。但经历启停机后，高旁阀后温度会明显上升，经常维持在400℃左右。期间经多次解体检修处理，但内漏问题一直未能得到彻底解决，每次解体后密封面均存在不同程度的冲刷。

附：图2  #3、#4机高压旁路阀阀芯典型冲刷情况。

    高旁阀内漏不仅给机组的安全运行带来严重威胁，同时也给机组的经济性带来很大影响。经测算高旁每漏汽1t/h，热耗率升高约4.4kJ/kWh，煤耗率升高约0.17g/kWh。

    （2）高压旁路阀内漏原因分析

    2.1执行器推力不足：通过现场实地观测发现，高旁阀后温度变化在机组运行时非常具有规律性，即当高旁后温度在500℃时，此时如果机组升负荷运行，当主蒸汽压力由15MPa升高至额定压力24.2MPa时，高旁后温度能随之降至460℃左右保持，当机组降负荷主汽压力降低时高旁后温度又随之上升。据此分析认为气动执行器关闭推力不足也是造成高旁阀内漏的另一主要原因，为此在不具备加关的条件下制作了临时的加关工具，在机组运行后高旁阀完全关闭状态下在执行器与阀杆连接部位施加适当外力进行加关，其高旁阀后温度稳定在380℃左右效果明显，通过此方式的尝试执行器关闭推力不足得到了进一步验证。据了解同类型高旁阀在其它电厂使用情况也非常差，特别是选用气动执行器的高旁存在内漏情况非常多。

    2.2阀芯阀座补焊修复工艺不当：密封面冲刷后，将阀芯密封面冲刷部位完全车削掉，一般车削3-4mm，之后在密封面堆焊硬质合金（stellite12）厚度不小于4mm，焊接热处理后精加工密封面，锥面加工高度依据原始尺寸加高0.5-0.7mm，密封面无任何斑点痕迹，表面粗糙度Ra0.4，阀芯、阀座密封线接触完整，表面光亮。从以往高旁检修工艺以及每次解体冲刷情况分析，阀芯密封面堆焊硬质合金（stellite12）和焊后热处理精加工工艺均能满足要求。

    2.3整体组装工艺不当：阀芯阀座密封线研磨合格后，一般先采取阀体内部试装配，检验阀芯阀座密封线在阀体内部实际装配接触情况，合格后换装新的密封件正式回装。阀芯装配于入口笼罩前检查入口笼罩内壁光滑，并涂抹适量的高温润滑脂，使其在冷态调整试验时活动灵活。冷态试装确认阀芯完全关闭到位后在执行器支架处做好标记，正式安装完毕后与标记对比确认，笼罩与阀芯之间间隙应为30-45丝。

    2.4启动时阀芯冲刷：在机组启动中阀芯在相对小的开度停留时间过长及启动初期汽水混合物可能导致阀芯、阀座在局部受到轻微冲刷，当完全关闭后由于冲刷原因局部关闭不严密进而造成冲刷加剧造成内漏。

    2.5结构设计不合理：通过对阀芯阀座密封线找接触以及回装各项数据分析认为在冷态下其密封面修复以及安装工艺等并不存在明显问题，但回装投运后在较短时间内即发生泄漏，造成该状况最主要原因是在阀座受热后其局部存在的应力释放造成变形，密封面接触不完整造成内漏，随着主蒸汽压力、温度不断上升，其冲刷逐渐加剧，由于每次拆下的阀芯冲刷位置主要集中在进汽侧，不难看出阀座在该部位受温度影响变形最大，其所受冲刷也最严重。由于阀芯整体装在入口笼罩内，在笼罩底部至高度55mm圆周均匀开Φ5通孔，蒸汽现由笼罩外部通过圆周布置Φ5通孔进入笼罩内部，再通过阀芯与阀座间隙流出，由于蒸汽由笼罩外进入笼罩内在通过均匀布置的Φ5通孔时，通流面积的突然缩小，将使蒸汽流速瞬间升高，其形成的单点喷射将使阀芯阀座在投运初期即受到冲刷。

    （3）消除内漏采取的主要措施

    3.1 执行器选择

    以压缩空气压力0.7MPa计算，高压旁路阀气动执行器关闭推力为88000N，符合厂家提供的参数设计。但通过多方面原因查找和分析确认该推力并不能满足高旁阀完全关闭严密之需要，因此选择合适的执行器是消除高旁阀内漏的有一关键措施。通过前期对多个电厂高旁运行情况调研，凡采用液压或电动执行器的高旁其存在内漏的情况极少，而采用气动执行器的几乎都存在内漏。选择电动控制所需费用适当，检修维护方便，每次机组启动后需要加关也极其便利，依据现场实际情况其改造实施难度小，见效快。另外选择合适的电动执行器，其关闭推力能够达到120000N，必要时还能手动加大关闭力矩。

    3.2 阀芯阀座补焊修复工艺

    从多次修复总结认为阀芯阀座配合采用线密封极易造成冲刷，选择面接触密封较为合理，在阀芯阀座密封面角度加工时均按31o加工，密封面接触宽度按2.5-3.0mm加工，阀芯与笼罩内外园同心度要求小于0.04mm。阀座堆焊硬质合金（stellite12）后，热处理控制其表面硬度在HP350左右，稍高于阀芯密封面硬度（阀芯密封面硬度HP260-300）。

    3.3 整体组装工艺

    回装时要严格测量并控制笼罩与阀芯之间间隙为0.30-0.45mm，回装时阀芯密封压盘螺栓紧力45N.m，阀盖螺栓紧力1000N.m，均按照厂家设计要求回装，其他冷态检修回装工艺均应符合要求。

    3.4 运行操作方式

    为防止启动时主蒸汽暖管过程中汽水混合物对高旁阀芯的冲刷，在启动初期蒸汽含水时可采取将高旁阀全开，使高旁阀芯保护在入口笼罩下，当蒸汽过热度>20度时，高旁阀可按正常操作方式进行调整，一般要求汽轮机冲转前高旁阀开度不小于50%、机组并网前高旁阀开度不小于20%。

    3.5 阀芯结构改型

    经调研，采用上海华尔德电站阀门有限公司的专利技术，对同类型机组的CCI高低旁进行了改造，取得良好效果。该技术在阀芯上有专门的保护套，可以保证阀门湿蒸汽不直接冲刷在阀芯上，可靠地保证阀芯在部分开启的情况下不受吹损。改造后效果非常好，阀后温度在满负荷时在290℃以下。

附：图3  改造后的阀芯、阀座照片

    超临界600MW机组高旁每漏汽1T/h，热耗率增加1.39kj/kwh，煤耗率增加0.05 g/kwh。低旁每漏汽1T/h，热耗率增加4.45kj/kwh，煤耗率增加0.17 g/kwh。根据我公司高旁后温度测算漏量约在10 T/h左右，热耗率增加13.9kj/kwh，煤耗率增加0.5g/kwh。机组年运行小时数按7800小时，机组年利用小时数按5000小时，年供电量30亿，年节约标煤量1500吨，标煤单价按950元/吨计算，年节约燃料成本142万元，取得了良好的经济效益。

    2、执行器对阀门内漏产生的影响

    某次检修前低压旁路阀内漏，对低旁进行解体检修，阀门解体过程中便发现电动执行机构在开关时电动头门杆有摆动现象，电动头拆下后发现电动头门杆与其连接短节是靠丝扣连接，且拧紧时用手便可以使短接产生晃动，这样会造成阀门在关闭时受电动头影响阀门门杆无法与密封面完全贴合，造成阀门内漏。针对这一情况，在于热工专业讨论后，热工专业更换电动头，重新加工短节，新电动头安装后效果良好。

    3、球阀内漏

    （1）门杆与球体脱离。该阀门为#1高导管疏水手动门。某次机组启动后，发现在顺序阀状态下，#1高调门后压力高出调节级压力和#3高调门后压力6MPa左右，与机组运行的正常情况有明显差异，此时的正常状态是#1高调门后压力、#3高调门后压力与调节级压力一致。根据系统图来看，明显是#1高调门后压力已经实际表示#1高调门阀后的真实压力，而#3高调门后压力与调节级压力一致。经过仔细分析认为：#1高导管疏水手动门内漏，造成#1高调门后压力不能表示调节级压力，表示的是#1高调门后的真实压力，而且根据高调门后压力偏差达6MPa认定该阀门存在阀芯脱落的可能，阀门实际可能已处于全开位，机组停运后解体检修该阀门发现球体在阀门内部已经可以活动，确认门杆与球体脱开。

    （2）气动头执行机构与球阀阀杆连接销子、手动球阀手柄与门杆连接销子断裂。高压阀门由于多次开关后对销子会产生一定的影响，增加断裂的概率，机组启动后和停机后应对此类阀门销子进行检查，同时启动前应对阀门做开关试验，保证阀门处于良好状态。

下图左侧是手动球阀，右侧是气动球阀

    （3）该种手动球阀手柄的开关位限位螺丝易丢失，在日常巡检和停机检修后应加强关注，限位螺丝缺失后应及时补充，防止运行人员误操作。

    4、疏水系统改造

主机疏水系统受设计不完善影响，或机组运行状况变化影响，出现很多内漏情况，针对此种情况，综合考虑管道、阀门布置，有以下几点可以参考：

    （1）一趟疏水如果设置一道手动门和一道电动门，则将手动门和电动门之间的距离增大，温度测点与阀门保持一定距离，防止由于传热作用影响温度显示。

    （2）公司一期320MW高导管疏水设计为四根高导管疏水汇集到一根疏水管排至疏水扩容器，由于机组运行中高导管处于高温、高压状态，此前多次解体检修高导管疏水门后不久便又开始内漏。针对此种情况，对高导管疏水进行改造，使高导管疏水分开布置，每两根高导管疏水汇集成一根管道进入疏水扩容器，彻底解决了高导管疏水内漏的问题。

    （3）公司二期630MW机组高导管疏水设计为每两根高导管疏水汇集成一根管道，整个系统虽不内漏，但是高导管疏水门门前温度高，后经过分析认为四根高导管支管的疏水管上均无阀门，造成两根支管间存在蒸汽环流，后在每两根高导管疏水上设置一道手动门，消除蒸汽环流现象，彻底解决了高导管疏水内漏的问题。

    五、结语

    汽轮机侧主要阀门：高压旁路阀、低压旁路阀、高温、高压疏水阀门的内漏问题对机组经济性影响相当大，是火电厂不可忽视的问题。通过对发汽轮机主要阀内漏原因及对应策略的分析，结合工作实际情况，针对疏水阀内漏这个常见而且严重的问题，通过加强检修质量控制、运行操作水平、设备劣化分析、系统改造等多方面工作是可以起到相当大的防范作用的，在实际工作中，应该根据阀门的实际运行状况和内漏出现的具体原因，采取最适当的措施，认真对其进行治理。总而言之，减少内漏阀门数量甚至是实现整机阀门无泄漏不仅可以降低对汽轮机的热耗，提高经济效益，还可以从根本上保证火电厂的运行安全。（据清洁高效燃煤发电）