延長熱電廠密封油系統差壓閥服役周期

劉廷興, 李俊斌, 王曉麗

（1.上都發電有限責任公司,內蒙古 上都 027200；2.豐鎮發電廠,內蒙古 豐鎮 012100）

1 概述

熱電廠大型氫冷汽輪發電機組密封油系統的作用就是向汽輪發電機組密封瓦提供連續可靠的密封油,且保證密封油壓高于發電機內氫壓一定數量值，以防止發電機內氫氣沿轉軸與密封瓦之間的間隙向外泄漏，同時也防止由于密封油壓過高而導致發電機內大量進油。

密封油系統是根據密封瓦的形式而決定的，最常見的有雙流環式密封油系統和單流環式密封油系統。有相當一部分大型汽輪發電機組熱電廠單環流式密封油系統均配套的是美國FISHER科學世界公司原廠進口的977HP型差壓閥，該差壓閥壓力調節范圍廣，調節性能非常穩定。

2 熱電廠密封油系統977HP差壓閥服役中出現的問題分析

由于美國FISHER科學世界公司原廠進口的977HP壓差閥具有體積小；占用空間少；便于安裝維護；適用壓力范圍廣，能滿足進口壓力10bar和出口壓力0.14～4.1bar范圍內的自動調節；差壓調節性能穩定，不管發電機內氫氣壓力如何變化，該差壓閥的平衡系統都能自動調節差壓閥的開度，準確地控制壓差閥出口流量最終實現油、氫壓差的平衡的優點。被廣泛應用于各熱電廠大型氫冷汽輪發電機組單環流式密封油系統中。初期運行狀況也是相當穩定的。但隨著使用周期的延長，特別是超過服役周期以后，也不可避免的出現了一些問題，而且具有一定的普遍性。

3 熱電廠密封油系統977HP型差壓閥服役中調節性能差的原因分析

汽輪發電機組正常運行中由于發電機內氫壓相對較高，密封油壓自動跟蹤發電機內氫壓，維持氫油壓差在0.056MPa的范圍內，為此要求密封瓦處密封油壓也相對較高，差壓閥的出口密封油流量較大，差壓閥的開度也相對較大。在汽輪發電機組停運時，隨著機內壓力的下降，差壓閥自動調節差壓閥開度，逐漸減少進入密封瓦的密封油量，以調整密封油壓跟隨發電機內壓力的降低而下降，從而達到保證油氫差壓維持在正常范圍內的目的。

由于差壓閥作用閥片上的主要密封件閥板組，采用的耐沖刷橡膠，在工作中長時間受密封油高速射流的沖刷及關閉時閥座密封面的剪切擠壓，特別是在發電機內氣體壓力降低，進入密封瓦的密封油量下降時，由于差壓閥進出口壓差增大，加上差壓閥開度相對較小，差壓閥閥板組受密封油高速射流的沖刷越發嚴重。隨著服役周期的延長，耐沖刷橡膠加工的閥板組密封面被油流沖刷出徑向溝痕，嚴重時會因為高速射流的沖刷及受閥座密封面的擠壓而發生閥板組橡膠密封面的缺損。在機組正常運行中，由于氫油壓力相對較高，進入密封瓦的密封油量較大，差壓閥閥板組橡膠密封面缺損的缺陷，不會有明顯的反應。當機組停運后由于發電機內氫壓降低，密封瓦進油量會有所減少，導致密封油系統差壓閥開度減小，這時差壓閥閥板組橡膠密封面上徑向溝痕或缺損缺陷對差壓閥調節性能的影響就會明顯的反應出來，出現密封油系統氫油壓差增大或無法控制的嚴重現象。

4 廷長熱電廠密封油系統差壓閥服役期方案措施

（1）為防止發生發電機進油事故的發生，保證密封油系統氫油壓差穩定在正常調整值，在出現密封油差壓逐漸升高的初期，為保證密封氫油壓差穩定在正常調整值，工作人員采取調節差壓閥差壓調節器來維持氫油壓在正常范圍內的補救措施。但隨著時間的推移密封油高速射流對差壓閥閥板組沖刷的徑向溝痕不斷擴大，密封油氫油壓差也緩慢增加，嚴重時只能采取關閉小差壓閥前后手動截止閥來臨時維持密封油系統的氫油壓差（這種狀況其實差壓閥調節性能基本喪失）。

（2）通過以上的分析，可以看出造成差壓閥閥板組密封件出現徑向溝痕及缺損的原因是由于密封油系統差壓閥長周期服役中，差壓閥閥板組橡膠密封材料受密封油高速射流沖刷及閥座擠壓而造成的。要想從根本上解決問題，在保證差壓閥調節性能的同時盡可能的延長服役周期，只能對閥板組密封材料進行優化，采用強度及韌性都優于橡膠的密封材料，使閥板組既可保證差壓閥關閉時密封面的密封嚴密性，又要保證密封面抗密封油高速射流沖刷能力遠遠高于目前采用的耐沖刷橡膠材料。經過對各種密封材料性能進行綜合比較分析，由于聚四氟乙烯與其它密封材料相比具有如下優點：

聚四氟乙烯能在任何種類化學介質長期使用，是當今世界上耐腐蝕性能最佳材料之一，被廣泛應用于各種需要抗酸堿和有機溶劑的介質中,具有優良的化學穩定性、耐腐蝕性、密封性、良好的抗老化耐力和較好的韌性，強度也優于橡膠制品。在溫度 -180～250℃范圍內，允許驟冷驟熱，或冷熱交替并可長期工作。

由于聚四氟乙烯比橡膠更適合在汽輪機油介質中工作，并具有很好的韌性及抗沖刷性能，所以將差壓閥閥板組密封材料由原來的抗沖刷橡膠優化改換為聚四氟乙烯材料。在差壓閥閥板組制造加工時，先將閥板組的鋁質底板加工成6～8個均布的徑向燕尾槽，再將聚四氟乙烯模塑在帶燕尾槽的鋁質底板上。保證聚四氟乙烯完美的與鋁板底板無縫組合在一起，以防四氟乙烯與鋁質底板貼合不嚴密，影響差壓閥調節精度。差壓閥閥板組密封材料優化改進后，聚四氟乙烯的可塑性保證差壓閥關閉時閥板組與閥座的嚴密性，又從根本上防止了閥板組密封材料因油流的沖刷密封面出現徑向溝痕，更不會發生由于閥座擠壓造成閥板組密封材料破損殘缺的象現。

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