1000MW機組過熱蒸汽噴水調節閥的應用以及故障處理

魏建惠

摘要：本文主要對某廠百萬機組的過熱蒸汽噴水調節閥的應用進行了介紹，分析現場發生的內外泄漏故障的原因以及解決該類缺陷的方法，為處理類似缺陷提供一些解決方案，提高機組的安全經濟性。

關健詞：過熱蒸汽噴水調節閥；缺陷；泄漏

0引言

長期以來，在火電廠機組運行中，減溫水的控制調節一直是大難題。因該系統中調節閥的進出口壓差大，對普通結構的調節閥會產生嚴重的汽蝕現象，汽蝕對閥芯閥座的破壞力很大，一旦發生，多則兩三個月，少則一兩個星期，閥座密封面即遭受嚴重損害。使泄漏量達到額定流量的30%以上，調節閥即喪失關閉功能，影響機組正常運行，其次，系統中調節閥處在變壓差工況下工作，閥門固有流量特性發生嚴重畸變。有時閥門開度在40%時，流量即達到最大，不能進行全行程控制。

目前，國內大多數機組都使用進口的減溫水調節閥，這些閥門的更換和維修十分困難，尤其是使用過程中如果發生故障，問題很難解決，國外供貨商也不能及時幫助解決問題。

1 過熱蒸汽噴水調節閥的應用

國電諫壁發電廠1000MW機組擴建工程鍋爐選用上海鍋爐廠生產的超超臨界參數變壓運行螺旋管圈水冷壁直流塔式鍋爐，額定工況過熱器出口壓力27.46 MPa（g），鍋爐最大連續出力2996t/h。鍋爐最低穩燃負荷為35%BMCR。每臺機組過熱蒸汽噴水共分兩級，每級減溫器均有四臺噴水電動調節閥，共計8臺。過熱蒸汽噴水系統電動調節閥采用美國CCI公司中技術最先進的840H型閥門，電動調節閥口徑3"。

過熱蒸汽噴水系統其主要作用是：

1）過熱蒸汽溫度采用煤水比加噴水減溫調節。

2）過熱蒸汽噴水共分兩級，第一級過熱器噴水減溫器布置在第一級過熱器和第二級過熱器之間連接管道上；第二級過熱器噴水減溫器布置在第二級過熱器和第三級過熱器之間連接管道上。

3）每級減溫器均有四臺噴水減溫器可分別控制每側煙道中間和左或右側的汽溫。

4）過熱蒸汽噴水源來自省煤器進口的給水管道上，經過噴水總管后分左右二路支管，分別經過各自的噴水管路后進入一、二級過熱減溫器，每臺減溫器進口管路前布置有測量流量裝置。

5）兩級減溫器噴水總量按6%過熱蒸汽流量，總設計能力按10%BMCR 流量。

6）每臺過熱蒸汽減溫器有二組噴嘴，一組常開，流量大時投入另一組噴嘴，其總量由電動調節閥控制。兩種過熱蒸汽減溫器都是如此。

2 過熱蒸汽噴水電動調節閥的故障分析及處理

2.1 外漏

2.1.1法蘭結合面墊片泄漏

①墊片質量差，運行中墊片膨脹時不能自由回彈造成泄露；②檢修安裝質量問題，墊片沒有安裝好，結合面不正，造成泄漏；③結合面已有吹損，檢修時沒有發現，安裝后造成泄漏。處理方法以隔絕系統，更換墊片或者對有吹損的結合面進行打磨補焊處理。

2.1.2盤根泄漏

①是產品質量差，包括選用壓力、溫度等級原因或生產廠家制造不合格。②尺寸不對，盤根與閥桿或盤根箱內外徑誤差較大；③盤根安裝歪斜，盤根安裝不到位；④閥桿與盤根接觸的一段已被腐蝕超出標準，檢修中應該及時更換閥桿而未更換。處理辦法以隔絕系統更換合適的盤根和將盤根圈安裝到位，更換腐蝕超標的閥桿。

2.1.3調節閥閥桿上鑄造缺陷產生泄漏

如發現有氣孔、砂眼、夾渣等問題，對于這些鑄造產生的問題，小問題可以將閥桿補焊處理，其他問題可以更換閥桿或整個調節閥。

2.2內漏

①上下閥桿行程不到位，閥芯與閥座之間有間隙，不能嚴密接觸，導致關閉不嚴而內漏。處理方法：檢查上下閥桿接頭是否松動，如松動及時夾緊；下閥桿是否可以向下調節，如可以調節，則應該使之與閥座互碰。②閥芯與閥座之間嚴密，閥座下墊片吹損，汽水直接從調節閥內部走旁路造成泄漏。處理方法：檢修時發現閥座與閥芯無吹損痕跡，但是閥座底部與下墊片有吹損，更換新的閥門或者打磨補焊。③閥芯與閥座密封面吹損或變形，造成密封面不平整。處理辦法：檢修時對閥桿和閥座密封重新加工，用藍油或紅丹粉試驗密封面密封特性。

2.3卡澀

①由于機組檢修后，管道沖洗未達到要求，流體內含有雜質，堵塞調節閥的節流罩以及迷宮，造成卡澀。處理方法：可以加大流量沖洗，或者在機組檢修過程加強防異物管理，提高焊接工藝要求，杜絕焊渣遺留在管道內部。

②在閥門檢修過程中，更換新的盤根，在緊格蘭螺栓使盤根過緊，造成閥桿開關卡澀。處理方法：可以松盤根壓蓋的格蘭螺栓。

3 案例分析

七期機組投運以來，過熱蒸汽噴水電動調節閥先后發生卡澀，內漏現象，經過多次消缺，都能當時消除缺陷，但是過段時間后，又發生卡澀、內漏現象，影響了鍋爐過熱蒸汽噴水系統正常投運。

表1 為機組投運一段時間后，過熱蒸汽噴水電動調節閥在開度為0%時的泄露量：

初步分析：閥桿行程不到位，閥芯與閥座之間有間隙的可能性不大。因閥門重新調試零位后，總能運行一段時間不發生卡澀、內漏現象。如閥門零位沒有校準，當重新調試后就有卡澀內漏現象。另外如果閥座下墊片吹損形成旁路或者閥芯與閥座密封面有吹損變形，就不可能存在閥門重新調試零位后，無泄漏量。經過分析認為：閥門卡澀可能是閥門執行機構的推進力不夠。在機組滿負荷運行時，流體內部壓力較大，閥門執行機構的推進力不夠，不能將閥門徹底關閉，從而造成卡澀內漏現象。于是利用機組的調停時間，將閥門執行機構的推進器更換。在機組再次投運后，發現過熱蒸汽噴水電動調節閥的卡澀現象已基本消除，但是內漏更嚴重了。經過多次重新調試閥門零位，都出現調試后短期無內漏現象，而運行一段時間后內漏逐漸增大。

再次分析：更換推進器后閥門再次內漏，閥座下墊片吹損形成旁路或者閥芯與閥座密封面有吹損變形的可能性不大。唯有上下閥桿行程改變的可能行存在。經多次就地觀察過熱蒸汽噴水電動調節閥，發現閥桿在開關過程中，存在細微的自轉現象，這可能就是內漏現象從無到有，從小到大的主要原因。在閥門開關過程中，閥桿自傳將上下閥桿之間的距離縮小，因此發生內漏，并內漏逐漸增大。因此對閥門的上下閥桿連接塊改進，分別在兩片連接塊焊接短元鋼，使之不發生自轉。在下閥桿與連接桿處加擰緊螺母，使之不動。經過改造，最終解決了過熱蒸汽噴水電動調節閥卡澀內漏的缺陷。圖2為改造后的閥桿連接狀況。如圖1所示。

表2為機組投運一段時間后，過熱蒸汽噴水電動調節閥經過改造后開度為0%時的泄露量：

過熱蒸汽噴水電動調節閥允許泄漏量為總流量的5%，因此泄漏量在2t/h下都是允許的。

4 總結

過熱蒸汽噴水電動調節閥的缺陷消除困難除閥門選型問題外，還有國內生產的金屬纏繞墊片達不到國際水平，無法滿足進口閥門的密封要求。因此在調門檢修過程中，要充分考慮國內密封件生產水平，盡量滿足密封要求。

上文分析了減溫水調門發生的內外泄漏情況，以及經常遇到的缺陷，簡單介紹了解決各類缺陷的方法，為處理類似缺陷提供一些解決方案，提高機組的安全經濟性。

參考文獻：

[1]CCI，有限責任公司版權所有，《840安裝操作維護手冊》.

[2]楊源泉，《閥門設計手冊》[M]北京，機械工業出版社，1992.