ERV閥泄漏與卡澀的原因分析及處理

朱道華

(安徽華電宿州發電有限公司，安徽 宿州 234101)

ERV閥泄漏與卡澀的原因分析及處理

朱道華

(安徽華電宿州發電有限公司，安徽 宿州 234101)

以某公司ERV閥在運行過程中存在的泄漏與卡澀問題為例，介紹了超臨界及以上機組安裝的ERV閥工作原理與結構特點，分析了發生異常的原因，提出了處理和改進措施，確保不因檢修工藝標準的降低和安裝工序的不當造成設備異常。這些措施實施后，ERV閥再未發生外漏、內漏和卡澀現象。

動力釋放閥；泄漏；卡澀；故障分析

0 引言

火力發電機組超臨界與超超臨界壓力鍋爐配置的安全閥按照《ASME C4安全閥》標準PG-72.2規定，其起座壓力約為鍋爐額定壓力的1.17倍，大大超過鍋爐的額定壓力。為了保護鍋爐及安全閥，鍋爐設計有動力釋放閥(electron release valve，ERV)或壓力控制閥(pressure control valve，PCV)，其作用是當系統出現超壓但沒有達到安全閥起跳的壓力值時，ERV閥動作向空排汽，將系統壓力降到正常值。該類閥門通常需達到以下2個要求：

(1) 嚴格控制的泄漏等級，由于ERV閥通常安裝在鍋爐的主蒸汽管道上，要嚴格避免其發生泄漏(內漏或外漏)現象；

(2) 快速動作的執行機構，在系統超壓后要迅速將壓力釋放至正常值。

1 設備概況

某公司600 MW機組鍋爐為DG1900/25.4-Ⅱ3型，單爐膛、平衡通風、一次中間再熱、前后墻對沖燃燒、固態排渣、尾部雙煙道、全鋼架、全懸吊結構Π型復合變壓運行本生直流鍋爐，是東方鍋爐集團股份有限公司與日本巴布科克－日立鍋爐有限公司合作設計、聯合制造的超臨界直流鍋爐。該機組主汽管道上安裝的2臺ERV閥，在運行定期試驗過程中經常出現卡澀、內漏、外漏等現象。該公司ERV閥的銘牌參數如表1所示。

表1 ERV閥主要參數

2 ERV閥故障分析及處理

2.1 ERV閥卡澀

2.1.1 原因分析

(1) ERV閥閥球處堆積的氧化皮(如圖1所示)在開啟時進入閥球與閥體的結合面，造成閥門卡澀。

圖1 閥球處堆積的氧化皮

(2) 解體過程中發現，閥門盤根壓蓋和門軸之間的間隙較小(如圖2所示)，被長期高溫下生成的氧化皮堵塞，使軸和壓蓋之間無法滑動，造成閥門卡澀。

2.1.2 處理措施

(1) 將1號爐A，B側ERV閥的Ф400×8碳鋼排氣管改成Ф400×8 TP304不銹鋼管。不銹鋼管出口與爐頂消音器連接。

(2) 用砂紙打磨ERV閥的壓蓋內孔，將壓蓋內孔擴大15絲(1絲=0.01 mm)，安裝時在門軸上涂抹耐高溫防咬死潤滑脂。

圖2 盤根壓蓋和門軸之間的間隙較小

2.1.3 處理效果

(1) 未再發生因門軸原因發生的卡澀。

(2) 排氣管由碳鋼換成TP304不銹鋼后，每次閥門解體檢查，內部均無氧化皮存在。這延長了閥球和閥門端蓋的使用壽命，由原來的每次檢修都要更換閥球延長為2—3年更換1次閥球。

(3) 定期排汽試驗均未出現因內部有氧化皮而造成的閥門卡澀和內漏。

2.2 ERV閥外漏

圖3 ERV閥結構及加工位置的密封溝槽

2.2.1 原因分析

(1) ERV閥原設計的C型密封墊本身預留緊力較小，閥門經過多次拆裝后密封槽尺寸逐漸變大，使預緊力更小，安裝完成后容易造成閥門外漏。

(2) 該密封安裝工藝要求高，在安裝過程中如果C型密封墊出現偏斜、邊緣損傷等現象，機組啟動后將發生外漏。

2.2.2 處理措施

對閥門端蓋在C型密封墊和閥體緊固螺栓之間，加工出深2.8 mm、寬13 mm的密封溝槽，溝槽內密封面粗糙度小于0.2 μm，并在溝槽內安裝密封纏繞墊。ERV閥結構及加工位置如圖3所示。

對C型密封墊和閥體緊固螺栓之間的下閥體，采用3號(3 μm)金剛砂研磨膏拋光。

考慮到密封纏繞墊的壓縮量為1.2 mm，并預留密封墊片的壓縮膨脹量，最終確認密封纏繞墊片厚度為5 mm，外徑較密封溝槽小1 mm，內徑較密封溝槽大1 mm。

該處使用溫度按照570 ℃計算，密封墊材質采用性能良好的鎳基材料。

舊C型墊繼續安裝使用，起到一次密封和降壓的作用，降低改造后的金屬纏繞密封墊承受的主蒸汽壓力。

2.2.3 處理效果

(1) 在對ERV閥端蓋密封形式進行改造后，再未發生因密封墊原因導致的閥門泄漏事件。

(2) ERV閥C型墊處的密封面出現損壞無法修復，更換需要10萬元左右。經過分析研究和多次計算、試驗，成功地完成國產的密封墊代替進口C型密封墊(國產密封墊300元/個，進口密封墊5 000元/個)，降低了維護費用，提高了閥門的運行可靠性。

(3) 降低了對閥門的安裝工藝標準要求，減少了檢修人員的工作量。

3 結束語

經過幾年的運行驗證，所采取的設備改造及處理措施成功、有效。檢修人員和質量驗收人員在閥門解體、研磨、安裝、驗收過程中，嚴格按照檢修工藝要求執行，使ERV閥的安全穩定性大大提高，并降低了檢修維護的工作強度和費用。

2017-07-29。

朱道華(1973—)，男，工程師，主要從事火電廠鍋爐專業設備技術管理工作，email：zdh6220@126.com。