高壓調(diào)節(jié)閥閥座現(xiàn)場更換措施

梁艷東

（華潤電力（常熟）有限公司，江蘇常熟 215536）

0 引言

華潤電力（常熟）有限公司3臺機(jī)組型號N650-24.2/566/566，主汽壓力24.2 MPa，主汽溫度566℃，高壓調(diào)節(jié)閥的作用是鍋爐經(jīng)過加熱水冷壁內(nèi)部的給水，使其在過熱器成為飽和蒸汽，通過主汽管道進(jìn)入高壓閥組，先經(jīng)主汽閥，主汽閥為其第一道屏障，只具備全開全關(guān)功能，高壓調(diào)節(jié)閥有4座閥門，安裝伺服閥以調(diào)節(jié)閥門的開度，是主蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)的最后一道屏障。高壓調(diào)節(jié)閥嚴(yán)密性是否合格，關(guān)系著汽輪機(jī)運行的安全平穩(wěn)運行。

華潤電力（常熟）有限公司3號機(jī)組在通流項目改造中，高壓調(diào)節(jié)閥組閥芯件解體后發(fā)現(xiàn)1#，3#閥閥座接觸線存在深度分別為0.5 mm和0.8 mm的凹坑，由于閥座接觸線的材料為硬質(zhì)合金澆鑄，現(xiàn)場無法將其完全研磨掉，同時，研磨需要專業(yè)技術(shù)及人員，工時長、花費大，因此決定更換閥座。

1 高壓調(diào)節(jié)閥閥芯件結(jié)構(gòu)

高壓調(diào)節(jié)閥的主要部件是閥芯和閥頭，閥芯主要有閥座放置在閥體上，通過配準(zhǔn)間隙和定位銷訂正，閥頭主要有閥桿、閥頭、預(yù)啟閥等，通過油動機(jī)伺服閥調(diào)控閥門開度，因此，閥頭和閥座的接觸閥線是密封的關(guān)鍵。

2 施工工器具

安裝閥座專用工裝，2個對稱布置的液壓100 t千斤頂，千斤頂使用時，對稱布置百分表，保持工裝上升速度一致，使工裝受力均衡。氧氣1瓶 ，乙炔1瓶，磁力鉆1臺，莫式錐度2#～3#，3#～4#轉(zhuǎn)換套，2件Φ20 mm錐柄麻花鉆，2件Φ25.8 mm錐柄擴(kuò)孔鉆，2件Φ25.8 mm錐柄接長擴(kuò)孔鉆，2件Φ26 mm接長鉸刀，干冰 15 kg，焊槍6支，1臺焊機(jī)紅外測溫儀，1個5 t手拉葫蘆，1個M48螺母，4個M12吊環(huán)螺釘，1個M16吊環(huán)螺釘。

3 更換方案

3.1 更換工藝流程

①拆除閥座定位銷；②取下舊閥座；③測量現(xiàn)場裝配加工尺寸；④安裝新閥座；⑤裝配現(xiàn)場鉆定位銷孔；⑥現(xiàn)場裝入定位圓柱銷。

3.2 工藝方法及步驟

（1）閥殼內(nèi)部腔室清理干凈，用干凈的棉布封堵高壓調(diào)節(jié)閥管口，防止操作過程有異物進(jìn)入蒸汽流道，造成異物進(jìn)入汽輪機(jī)，損壞轉(zhuǎn)子葉片。

（2）打磨去除閥座的4個定位銷焊縫，利用厚鋼板和特制鋼帶焊接支撐板固定磁力電鉆，用麻花鉆鉆取閥座與閥殼的定位銷，支撐方式如圖1所示。首先，需要找正銷孔中心，再準(zhǔn)確定位磁力鉆，對準(zhǔn)銷子后將其鉆掉，直至鉆通閥座，同時，將銷孔整體擴(kuò)孔至Φ25.8 mm。施工時做好保護(hù)措施，防止鐵屑落入管道。

圖1 工裝使用示意

（3）閥座拆除步驟：①如圖1所示，利用底板上的吊環(huán)孔吊入底板并拉緊，在閥座內(nèi)部銷孔裝入工藝銷（共4顆），再將拉桿裝入與底板旋合并上提貼緊工藝銷固定；②將千斤頂、頂板布置在閥座上，最后旋緊拉桿螺母；③在閥座內(nèi)倒入干冰冷卻40 min后，用乙炔、氧氣對閥殼外部對應(yīng)部位四周均勻加熱至（200～250）℃；④待閥殼受熱處膨脹量符合要求后，頂動千斤頂，頂動過程平均用力、不要傾斜；⑤利用拉桿、頂板上的吊環(huán)螺釘將閥座安全吊出。

動火安全預(yù)防措施：由于涉及動火作業(yè)，操作前嚴(yán)格清理周邊易燃物品，檢查消防設(shè)施完好、防火毯鋪設(shè)就位，并確認(rèn)動火人員具備動火資質(zhì)，嚴(yán)禁無證作業(yè)。

（4）待閥殼冷卻后，對閥殼內(nèi)壁打磨毛刺、氧化皮（去除脫落的氧化皮即可）。注意做好保護(hù)措施，防止鐵屑落入管道。

（5）現(xiàn)場實測閥殼內(nèi)閥座安裝孔徑（圖2，表1），并反饋回制造廠，制造廠根據(jù)實測尺寸，對閥座外徑進(jìn)行照配加工，保證過盈量（0.17～0.2）mm。

（6）對加工好的閥座尺寸檢查合格后，用氧氣，乙炔均勻加熱調(diào)節(jié)閥座外壁至（200～250）℃，待膨脹量達(dá)到要求后，安裝起吊螺釘，用手拉葫蘆吊放入新的閥座。

（7）閥殼冷卻后，鉆鉸定位銷孔至Φ26 mm。（因銷孔鉸大，銷子需要留有余量）。

圖2 現(xiàn)場實測閥殼內(nèi)閥座安裝孔徑位置

表1 實測閥殼內(nèi)閥座安裝孔徑

（8）按照新鉆鉸的銷孔尺寸照配銷子，保證配合間隙（0～0.02）mm，加工合格后，裝入新定位銷。

（9）對安裝好的定位銷 20Cr1Mo1V-5（鍛）與閥殼（ZG15Cr1Mo1V）滿焊固定。焊接要求及探傷標(biāo)準(zhǔn)參見圖紙技術(shù)要求。

輔料及工具：GTAW焊接設(shè)備1套，Φ2.4 mm焊絲AWS ERNiCr-3約0.5 kg，綿紗、清洗劑等適量，角磨機(jī)、砂輪片、拋光片各1套，焊工用具：安全帽、面罩、手套、工作服、勞保鞋等各1套，紅外線測溫儀或接觸式測溫儀和滲透檢測探傷試劑各1套。

焊接要求：①焊工資格。焊工須按ASME IX或其他等效標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行考試并取得本焊接接頭的焊接資格。

②焊接施工前應(yīng)對本焊接接頭按ASME IX或其他等效標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊接工藝評定合格，并依據(jù)工藝評定編制焊接工藝指導(dǎo)書。

處理方案：①裝配。按照圖示裝配各定位銷，裝配時注意控制過盈量，銷子頭部加工倒角，以保證銷子順利插入。②清理。打磨清理待焊接部位及附近50 mm區(qū)域內(nèi)水分、油污，銹跡等雜質(zhì)，保證焊接表面清潔。③焊接。采用鎢極氬弧焊焊接，焊材ERNiCr-3，規(guī)格Φ2.4 mm，焊接電流（80～140）A，保護(hù)氣體99.99%Ar，氣體流量（8～15）L/min，注意起弧和收弧處裂紋控制，層間溫度≤60℃，防止焊接時出現(xiàn)咬邊、裂紋。④檢驗。按NB/T 47013—2015標(biāo)準(zhǔn)對焊縫進(jìn)行PT（Penetrant Testing，滲透檢驗）檢驗，Ⅰ級驗收。⑤經(jīng)過該方案進(jìn)行裝配的閥座牢固，水平、垂直度得以很好的保證，閥頭和閥座的配合精密，然后再在閥桿上方加工橫桿，通過旋轉(zhuǎn)閥桿帶動閥頭旋轉(zhuǎn)，閥頭與閥座的接觸面在研磨中逐漸成型，達(dá)到接觸面為一條光滑的圓圈，通過紅丹粉進(jìn)行檢測。

4 效果確認(rèn)

機(jī)組啟動前進(jìn)行閥門的活動性試驗，保證閥桿的正常開關(guān)起落，控制關(guān)閉時間≤1 s。機(jī)組啟動后，開啟高壓調(diào)節(jié)閥前的主汽閥，主蒸汽流入閥內(nèi)后，關(guān)閉調(diào)節(jié)閥，觀察汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是否上升，結(jié)果表明，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速未發(fā)生變化，閥門嚴(yán)密性合格。

應(yīng)用改進(jìn)后的方法作業(yè)，更換一臺閥門閥座耗時近8 h，極大縮短了施工工期，對按期完成計劃性檢修起到了積極作用，為以后同類型閥門閥座的現(xiàn)場更換積累了經(jīng)驗。