大型火力發電廠熱力系統閥門內漏原因分析及綜合治理

劉建偉

摘 要：現代大型火力發電廠熱力系統使用的閥門均為高溫高壓閥門，如何控制閥門內漏已經成為火力發電廠日常技術管理的重要內容，本文對熱力系統閥門內漏的原因進行了分析，提出了熱力系統閥門內漏治理的相關方案。

關鍵詞：內漏;閥門;疏水;經濟性

Abstract：The valves used in the thermal systems of modern large-scale thermal power plants are high-temperature and high-pressure valves.How to control the internal leakage of valves has become an important part of the daily technical management of thermal power plants.This paper analyzes the causes of internal leakage of thermal system valves and proposes a thermal system.Related solutions for valve leakage management.

Key words：Internal Leakage;Valves;hydrophobic;Economy

1 概述

火力發電廠中，閥門在熱力系統中起著重要的、不可替代的作用。根據閥門類型、安裝的系統和位置等，主要起到截止、調節、止逆、安全的作用，另外還可以起到穩壓、排污、減壓、回流（如最小流量閥）和轉向（如給水三通閥）等作用。在火力發電廠節能管理工作中，閥門內漏是一項重要而長期的工作，閥門的安全、可靠、經濟運行，是發電廠安全、經濟運行的前提條件，閥門內漏管理工作的好壞，直接決定著機組運行經濟性和節能降耗水平。在生產實踐中，熱力系統的疏放水系統閥門、對空排氣的安全閥、鍋爐吹灰器的進汽閥等這三類閥門內漏現象最為常見，對安全性和經濟性的影響也最大，本文主要以這三類閥門的內漏治理為對象進行研究和實施。

2 閥門內漏的影響

（1）對安全性的影響：閥門內漏將使運行中的設備無法徹底隔離，設備檢修時安全措施無法隔離到位，不僅嚴重威脅檢修人員的人身安全，而且導致必要的檢修工作無法進行，設備可靠性下降。長期閥門內漏會導致閥后管道沖蝕減薄，管道承壓能力下降，引發爆管風險，給設備和人身安全造成極大隱患。吹灰器進汽閥內漏會導致鍋爐受熱面局部吹損、材質惡化，存在引起受熱面泄漏的隱患。

（2）對經濟性的影響：熱力系統閥門長期內漏會引起汽水損失，高溫、高壓工質未經利用，直接排入凝汽器，導致凝汽器熱負荷增加，機組真空下降，汽輪機效率明顯降低。設備消缺時，因閥門內漏，安措無法到位而無法退出，或退出后無法檢修，導致機組運行經濟性下降。同時內漏閥門數量的增加，將增加閥門修復、研磨和更換費用。

（3）對社會形象的影響：閥門內漏造成部分汽、水等介質直接排向周圍環境，作為一個企業特別是國有企業在追求經濟利益的同時，還肩負著對社會的責任，閥門內漏將使部分高溫高壓的汽、水直接排入大氣中，對周圍環境造成熱污染。脫硫、除灰、輸煤、化學系統的閥門內漏將可能造成酸液、堿液、漿液、廢水、廢氣外泄，對周圍環境造成污染，產生不良的社會影響。

3 原因分析

根據對生產現場閥門內漏原因的綜合統計分析，認為閥門內漏的主要原因有以下幾條：

（1）閥門本身質量原因：這里面既有因技術人員知識技能不足造成閥門壓力溫度等級選用錯誤的原因，也有閥門生產廠家制造工藝不良的原因。尤其是個別國產閥門的嚴密性經受不了機組高負荷壓力的考驗，出現低負荷不漏、高負荷漏的現象。

（2）閥門操作不當：細分為手動閥門關閉時操作不到位、一二次門開關順序不合理、截止閥長期小開度運行等原因。

（3）閥門定位原因：細分為閥門定位位置不合理，造成電動或氣動執行機構關閉不到位、力矩設置不夠造成定位不到位。

（4）閥門檢修工藝不良：主要表現為解體檢修的閥門因研磨、回裝質量不良造成二次泄漏;安全閥因整定校驗壓力與實際運行壓力偏差較大引起內漏。

（5）密封面雜質引起關閉不到位：主要有介質內部產生的氧化皮等雜質或檢修后遺留在系統內的鐵屑雜質，閥門關閉時加在密封中之間，會擠傷密封面，造成關閉不嚴。

（6）對閥門內漏檢查監督不到位：沒有定期檢查、缺少必要監測手段，未能在初期及時處理，造成閥門損傷。

針對上述閥門內漏的原因排查分析，其中操作不當的原因占25%、檢修與定位不良原因占30%、監測檢查不到位占35%，其他原因占10%，初步確定為閥門操作不當、檢修與定位工藝不良、監測檢查不到位這三大方面原因為閥門內漏的主要原因，其治理方案也據此針對性的實施開展。

4 綜合治理方案

根據以上對火力發電廠熱力系統閥門內漏的原因分析，結合各閥門用途、結構形式、使用工況等的不同，特提出針對性的綜合治理方案進行實施。

4.1 閥門操作優化改進

（1）電動門、氣動門關行程最好為0，現在一般閥門是通過力矩來確定關位的，建議用行程關斷方式，按照設備廠家技術提供相應支持和指導，一定要整定行程，確保閥門可以關嚴，防止密封面被沖刷。

（2）對于關斷性閥門，原則上只能處于全開全關狀態，禁止關斷類閥門在運行期間處理半開半管狀態，尤其是利用疏水門進行小流量排污防水、截止閥充當調閥調節系統流量，防止閥芯吹損導致閥門內漏。

（3）疏放水系統閥門有一二次門的，規范操作順序，開啟閥門時先開一次門，再開二次門，使二次門處于節流狀態;關閉閥門時先關二次門，再關一次門，用于保護一次門免受沖刷。

（4）手動操作不同類型的閥門時要選擇對應型號的閥門扳手，避免用大閥門扳手操作小閥門導致閥門損壞、用小閥門扳手操作大閥門導致閥門開關不到位。

（5）隔離閥盡可能避免在小開度長時間運行。在手動關閉閥門時必須關嚴，這樣可以避免閥門被沖刷。

4.2 檢修與定位工藝優化改進

（1）閥門解體檢修時做好密封面質量驗收，閥芯和閥座驗收時不僅檢查表面光潔度、同時進行閥門密封線檢查。

（2）定位時定位準確到位，機務和熱控人員做好溝通，調整時合適的閥門執行機構力矩，保證電動或氣動能夠關閉到位。

（3）結合鍋爐水壓試驗做好疏放水系統閥門的打壓試驗工作，檢查檢修質量。

（4）對于疏放水系統和放空氣系統的截止閥，要結合機組啟動開機，做好熱緊工作，在點火啟動初期和帶負荷階段分別熱緊，做到早發現早處理。

（5）閥門初始內漏階段及時采取措施，避免擴大，例如能夠隔離的燃油霧化蒸汽系統閥門、暖風器系統閥門、吹灰器進氣閥及時隔離檢修;內有雜質情況的截止閥，開啟沖洗后再關閉。

（6）對熱力系統閥門狀況進行全面排查，形成閥門內漏檢查報告，制定針對性的治理方案。例如輕微內漏的中低壓閥門、吹灰器進汽閥進行研磨，嚴重內漏的中低壓閥門進行更換;安全閥和疏放水閥門利用停機檢修機會進行解體研磨。

4.3 監測與檢查方式優化改進

（1）對鍋爐所有疏放水系統閥門加裝在線溫度監測裝置，引入DCS系統，這樣，疏水門內漏情況就一目了然，不僅為檢修提供了依據，而且使疏水閥門泄漏狀況公開化，便于各級技術人員對疏水閥門的泄漏情況進行監督管理。

（2）將閥門內漏檢查列入定期工作，每月對疏放水、安全閥、蒸汽閥進行檢查，發現內漏情況時列入檢修計劃。

（3）改進吹灰器蒸汽閥的內漏檢查方式，由測溫檢查改為拆開堵頭投入蒸汽直觀觀察。

（4）利用測溫槍、紅外成像儀、聽針等手段，多鐘手段檢測閥門內漏程度。

5 方案實施情況

2019年公司共治理閥門內漏20臺，其中#1機組14臺，#2機組6臺。截至目前兩臺機組熱力系統閥門均達到零泄漏，治理效果顯著。

5.1 直接成果

汽水損失影響：按照《節能管理辦法》熱力系統疏放水閥門內漏，汽輪機中壓調門之前按影響煤耗0.02克/千瓦時計算，共治理閥門內漏20處，共計影響供電煤耗降低0.4克/千瓦時。機組補水率變化：經過閥門內漏專項治理后，全廠補水率持續改善，6-10月份同比降低0.16%，影響供電煤耗降低0.02g/kWh。累計影響煤耗降低0.42克/千瓦時，年發電量按照54億千瓦時計算，年節約標煤量2268噸，年提升經濟效益170萬元。

5.2 間接成果

（1）通過課題實施，對員工開展了閥門選用、操作、檢修工藝的培訓，對熱力系統也有了更加全面、更深刻的了解。

（2）開展了閥門技術比武活動，達到崗位練兵目的。

（3）借機檢查發現現場裝置性違章現象，改造了省煤器和水冷壁的疏水門操作平臺。

（4）形成了開機閥門熱緊等管理制度、完善了閥門內漏檢查定期工作，形成制度文件固化。

（5）將閥門治理內漏經驗繼續總結，用于提高閥門設備壽命、降低故障率等方面。

6 結語

通過對內漏閥門綜合治理課題的實施，有效減少了熱力系統閥門的內漏數量，提高了設備的安全性和經濟性，達到了預期的目的。

參考文獻：

[1]劉進.閥門常見故障原因及處理方法[J].科技創新導報，2011，21.

[2]李建文.火力發電廠熱力系統的閥門內漏判斷研究[J].能源科技，2017，4（7）.

作者簡介：劉建偉（1981—），男，河南鄭州人，本科，從事安全技術管理方面的工作。