1 000 MW機組高加疏水調(diào)節(jié)閥可靠性改造

王 勇

(中電華創(chuàng)電力技術(shù)研究有限公司，上海 200086)

1 000 MW機組高加疏水調(diào)節(jié)閥可靠性改造

王 勇

(中電華創(chuàng)電力技術(shù)研究有限公司，上海 200086)

針對某電廠1 000 MW機組高壓加熱器疏水調(diào)節(jié)閥自投運以來相繼出現(xiàn)卡澀、內(nèi)漏等故障，對高壓加熱器疏水調(diào)節(jié)閥進行優(yōu)化設(shè)計改造，消除了疏水調(diào)節(jié)閥存在的安全隱患，提高了高壓加熱器運行的安全性、經(jīng)濟性和可靠性。

高壓加熱器；疏水調(diào)節(jié)閥；改造；可靠性

0 引言

高壓加熱器(以下簡稱“高加”)疏水調(diào)節(jié)閥的作用是在高加正常工作時，將高加的疏水及時排出，同時又不讓蒸汽隨同疏水一起排出，使加熱器維持一定水位運行。高加危急時疏水調(diào)節(jié)閥打不開、閥體沖蝕在許多電廠是普遍現(xiàn)象，很多同類型機組都出現(xiàn)了此類缺陷。據(jù)了解部分電廠已對其進行了改造，改造后真正達到了零泄漏。

1 技術(shù)規(guī)范

某電廠現(xiàn)有2×1 000 MW超超臨界機組，其汽輪機由上海汽輪機有限公司和德國SIEMENS公司聯(lián)合設(shè)計制造。汽輪機1，2，3號高加各按并聯(lián)配置2臺50 %容量的加熱器，分別布置在汽機房25 m、汽機運轉(zhuǎn)層17 m和14 m。每臺高加配有正常疏水調(diào)節(jié)閥和危急疏水調(diào)節(jié)閥，疏水調(diào)節(jié)閥前后都有手動隔離閥。高加危急疏水調(diào)節(jié)閥主要設(shè)計參數(shù)如表1所示。

2 故障原因及分析

高加運行時應(yīng)保持正常水位，水位過高影響傳熱；水位過低將難以維持一定壓力的蒸汽空間；無水位運行易排出大量的蒸汽，降低循環(huán)熱效率；疏水水位過低，疏水冷卻段的疏水可能產(chǎn)生擴容蒸發(fā)，引起管子腐蝕、沖蝕，致使高加系統(tǒng)壽命縮短，投入率降低。疏水調(diào)節(jié)閥如不能可靠動作，將對高加的水位造成極大的影響；而高加汽側(cè)水位過高、過低，不僅影響回?zé)峤?jīng)濟性，還威脅機組的安全運行。

表1 高加危急疏水調(diào)節(jié)閥設(shè)計參數(shù)

在機組檢修中發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)閥閥體內(nèi)部汽蝕沖刷嚴重，需對其進行改造，避免運行中調(diào)節(jié)閥閥體內(nèi)部沖刷產(chǎn)生孔洞，進而發(fā)生內(nèi)漏和外漏的嚴重缺陷。

2.1 改造前的問題

(1) 改造前，根據(jù)2臺機組高加危急疏水調(diào)節(jié)閥測溫情況看，大部分高加危急疏水調(diào)節(jié)閥存在內(nèi)漏情況(見表2)，對高加下端差影響較大(見表3)。數(shù)據(jù)統(tǒng)計以2臺機組900 MW負荷下為例，加熱器端差以5 ℃為目標值，當加熱器端差大于5 ℃時視其為不達標。

(2) 檢修期間，解體高加危急疏水調(diào)節(jié)閥發(fā)現(xiàn)閥芯與籠套間石墨密封環(huán)損壞，閥芯與籠套間拉毛。有4只閥門閥芯、閥座之間有吹損，密封面不嚴密，運行中有泄漏。1號機1A高加危急疏水調(diào)節(jié)閥閥座后閥體區(qū)域沖刷、汽蝕嚴重。

表2 高加危急疏水調(diào)節(jié)閥閥體測溫

2.2 故障分析

高加危急疏水調(diào)節(jié)閥在運行過程中曾出現(xiàn)打不開的情況，因此預(yù)留了小開度，導(dǎo)致閥門密封面被沖刷，產(chǎn)生泄漏。由于危急疏水調(diào)節(jié)閥進口近似于高加蒸汽壓力，閥后為凝汽器真空壓力，在小流量的情況下閥后存在汽蝕，加快了閥體的沖刷。為防止閥門打不開，將閥芯設(shè)計成帶平衡孔結(jié)構(gòu)，為防止介質(zhì)從閥芯和籠套之間的平衡孔泄漏，在它們之間加裝了2道石墨密封環(huán)，因此結(jié)構(gòu)無法完全密封，所以在正常情況下閥門有一定的泄漏量。

3 改造方案

3.1 改造要求

(1) 能迅速排除高加內(nèi)部的疏水，提高熱效率。

(2) 閥門內(nèi)漏量微小，經(jīng)過長時間使用仍能保持其設(shè)計性能。

(3) 高加危急疏水調(diào)節(jié)閥能保證使用的耐久性。

3.2 改造范圍

考慮費用和改造效果，先選擇1號機1A，1B 2臺高加危急疏水調(diào)節(jié)閥進行改造；如果改造后效果顯著，就逐年分批對2臺機組其余10臺高加危急疏水調(diào)節(jié)閥進行改造。

3.3 改造措施

(1) 高加疏水調(diào)節(jié)閥閥體沖刷嚴重，為徹底修復(fù)，需將閥門割下送改造廠家進行補焊、熱處理。

(2) 把原來的平衡式閥芯改成帶預(yù)啟閥結(jié)構(gòu)的閥芯；將原來閥芯上的密封環(huán)取消，改造成金屬密封面密封的結(jié)構(gòu)。

(3) 把原閥座與閥體焊接在一起的結(jié)構(gòu)改造成活動式可拆裝閥座，閥座與閥體之間的密封采用金屬纏繞墊密封，并且在閥座下方加裝防沖蝕罩。

(4) 所有更換備件材質(zhì)均不低于原件材質(zhì)。

4 改造效果

1號機1A，1B高加危急疏水調(diào)節(jié)閥改造后，機組負荷穩(wěn)定在500 MW以上，對高加危急疏水調(diào)閥測溫，1A閥體溫度從102 ℃降到38 ℃，1B閥體溫度從92 ℃降到35 ℃，1A，1B高加危急疏水調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏情況完全消除，實現(xiàn)了真正的無泄漏。同時1號機1A高加的下端差從7 ℃降到3.9 ℃，1B高加的下端差從6.85 ℃降到3.5 ℃，高加的運行經(jīng)濟性得到了大幅提升。

該公司2臺機組高加危急疏水調(diào)節(jié)閥共計12只，均為國外進口品牌，經(jīng)了解，1只閥門費用在20萬元以上，1套閥芯組件也在15萬元以上；改造后1只閥門費用約5-6萬元，采購費用大幅度降低，因此備品備件國產(chǎn)化也將是今后的改造方向。參照本次改造經(jīng)驗，該公司對其余的10臺高加疏水調(diào)節(jié)閥進行改造，進一步提高機組整體經(jīng)濟性。

5 結(jié)論

1號機1A，1B高加危急疏水調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式改為預(yù)啟閥后，消除了原閥門打不開的隱患，也消除了原結(jié)構(gòu)正常運行中存在的泄漏，有效提高了高加的可靠性和運行經(jīng)濟性，對其他同類型機組具有很大的借鑒意義。

1 李世安．國產(chǎn)N25-31-1型汽輪機高壓加熱器疏水調(diào)節(jié)閥的改型及效果[J]．節(jié)能與環(huán)保，1997，15(6):26-27.

2016-06-31。

王 勇(1976-)，男，高級工程師，主要從事汽機主輔機新技術(shù)應(yīng)用以及可靠性研究。email：wangyong01976@163.com。