關(guān)于發(fā)電廠汽輪機(jī)疏水閥門內(nèi)漏的治理

郜艷光

（秦皇島發(fā)電有限責(zé)任公司，河北秦皇島 066000）

0 引言

一直以來，汽輪機(jī)疏水閥門內(nèi)漏事故時(shí)有發(fā)生。當(dāng)疏水系統(tǒng)閥門發(fā)生內(nèi)漏后，高品質(zhì)蒸汽就會(huì)進(jìn)入疏水箱，再經(jīng)過擴(kuò)容器排氣管到大氣，對(duì)機(jī)組補(bǔ)水率與經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生巨大影響。同時(shí)，內(nèi)漏還會(huì)導(dǎo)致蒸汽短路，蒸汽不僅做功進(jìn)入凝氣器后還會(huì)增加凝結(jié)器熱負(fù)荷與冷源損失，凝結(jié)器真空性降低、熱耗率提高。因此，發(fā)電廠進(jìn)行汽輪機(jī)疏水閥門內(nèi)漏治理已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急，疏水閥門內(nèi)漏治理成為重要研究內(nèi)容。

1 發(fā)電廠設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀

以秦皇島電廠為例，該發(fā)電廠4 臺(tái)設(shè)備（機(jī)組）具備各種疏放水，放空閥門數(shù)以千只，集中于抽汽系統(tǒng)、軸封系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)等各機(jī)組。閥門內(nèi)漏是運(yùn)行過程中的高壓差閥門如：抽汽管道水門、主給水管道放水門等。閥門以蒸汽、水為主要媒介，對(duì)機(jī)組運(yùn)行有較大影響。疏水閥門內(nèi)漏可達(dá)到1～6 t/h，給企業(yè)造成直接損失達(dá)到上千或上萬元，維護(hù)費(fèi)用居高不下。所以，怎樣治理疏水閥門內(nèi)漏問題成為發(fā)電廠重要研究課題。

2 發(fā)電廠汽輪機(jī)疏水閥門內(nèi)漏影響因素

通過工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得出，機(jī)組起停條件下閥門內(nèi)漏發(fā)生率較高，主要影響因素有質(zhì)量、閥門關(guān)閉不及時(shí)、開關(guān)用力不當(dāng)?shù)取?/p>

2.1 質(zhì)量影響

系統(tǒng)自身質(zhì)量問題是引起內(nèi)漏直接因素，特別是生產(chǎn)過程中因?yàn)殚y芯和閥座材料質(zhì)量不同，熱處理與硬度較差容易被高速流體沖損。此外，鑄造問題包括鑄件內(nèi)的砂眼、夾渣、氣泡等導(dǎo)致閥門受到腐蝕、介質(zhì)沖刷進(jìn)而出現(xiàn)內(nèi)漏。

2.2 閥門未及時(shí)關(guān)閉

汽輪機(jī)組運(yùn)行過程中沒有及時(shí)關(guān)閉疏水閥門也會(huì)引起高溫、高介質(zhì)，影響疏水閥門密封面。介質(zhì)流過速度較大使得閥后壓力小、低于飽和壓力導(dǎo)致汽蝕。該過程中氣泡破損形成的能力集中于某個(gè)破裂點(diǎn)之上時(shí)會(huì)產(chǎn)生上千個(gè)沖擊力，超過金屬材料的疲勞破壞極限，即使強(qiáng)硬度的閥瓣、閥座也會(huì)受到影響從而引發(fā)滲漏。

2.3 開關(guān)用力過度或不到位

若過于用力開關(guān)閥門將會(huì)出現(xiàn)水擊，閥門與管道受損；尤其是兩側(cè)壓差較大的閥門，高壓影響下直接開關(guān)導(dǎo)致閥桿、閥瓣連接松落造成疏水閥內(nèi)漏。此外，疏水閥門關(guān)不到位導(dǎo)致閥門長期在小開度下，流速過快、沖擊力較大對(duì)閥門密封面造成影響，導(dǎo)致閥門內(nèi)漏。

3 診斷閥門內(nèi)漏的方法

閥門關(guān)閉后4～6 h，利用紅外線測溫儀檢測閥桿或下游150 mm 位置金屬溫度，如果超過70 ℃可診斷為內(nèi)漏。該診斷方法適用范圍廣，但不乏存在一些特殊情況。例如：并排接入疏、放水母管的疏水門，最后一個(gè)閥門位置接近母管后一旦有一支閥門內(nèi)漏，其他閥門溫度就會(huì)增高；鍋爐排污閥門、過熱蒸汽疏水等。為此，需要以其他形式判斷是否內(nèi)漏，建議測量門前管壁溫度或一次門前閥桿溫度判斷。診斷標(biāo)準(zhǔn)見表1。

4 發(fā)電廠汽輪機(jī)疏水閥門內(nèi)漏整治方法

4.1 從設(shè)計(jì)方面減少疏水閥門內(nèi)漏

現(xiàn)如今，機(jī)組疏水系統(tǒng)繁瑣、沒有充分考慮經(jīng)濟(jì)性影響，泄漏點(diǎn)較多，對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響較大。通過總結(jié)經(jīng)驗(yàn)提出在疏水系統(tǒng)設(shè)計(jì)上進(jìn)行優(yōu)化。

（1）門前、門后管道外壁安裝管壁溫度測點(diǎn)、應(yīng)用DCS 便于工作人員對(duì)疏水閥門緊密性有全面掌握，加強(qiáng)閥門管理。

（2）電動(dòng)主汽門和自動(dòng)主汽門距離過近，而且在都有疏水管的條件下留有一個(gè)位置較低的疏水。

（3）抽汽逆止門和加熱器進(jìn)汽電動(dòng)門距離過近，抽汽逆止門后和加熱器進(jìn)汽電動(dòng)門前有疏水管時(shí)，留有位置較低的疏水。

（4）加熱器進(jìn)汽電動(dòng)門和加熱器距離較近，進(jìn)汽電動(dòng)門后管道無U 形管段時(shí)，取締電動(dòng)門后的管道疏水。

表1 閥門內(nèi)漏判斷標(biāo)準(zhǔn)

（5）高加危急疏水、除氧器溢流放水的疏水應(yīng)將一個(gè)電動(dòng)門加一個(gè)手動(dòng)門改造成兩個(gè)電動(dòng)門，讓高加、除氧器水位信號(hào)共同聯(lián)動(dòng)兩個(gè)電動(dòng)門，避免內(nèi)漏，運(yùn)行時(shí)兩個(gè)電動(dòng)門定期逐一開啟實(shí)驗(yàn)。

（6）已經(jīng)運(yùn)行的機(jī)組應(yīng)在運(yùn)行過程中開啟高壓旁路前疏水，疏水管道內(nèi)安裝節(jié)流孔板，避免熱量損失。同時(shí)，開啟高壓旁路后疏水，疏水接至高壓輔汽聯(lián)箱。

（7）新設(shè)計(jì)的機(jī)組應(yīng)把高壓旁路、低壓旁路設(shè)計(jì)在蒸汽管道上端、設(shè)計(jì)預(yù)暖管道，取締門前、后疏水與管道，降低熱量消耗。

4.2 加大閥門管理

加大管理有助于責(zé)任分工明確，確?？茖W(xué)、規(guī)范的管理，是發(fā)電廠疏水閥門內(nèi)漏整治重要手段。因此，工作人員要積極總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，制定預(yù)防方案、明確分工，展開數(shù)據(jù)搜集、原因分析，便于閥門管理，確保管理工作得到充分落實(shí)，更好的融入到生產(chǎn)中。工作人員端正態(tài)度，注意對(duì)維修后閥門的檢測，維修更換后的閥門需要有一定磨合期，為確保閥門穩(wěn)定運(yùn)行需要加大維修后閥門檢驗(yàn)。疏水閥運(yùn)行時(shí)深入現(xiàn)場觀察閥門情況，確保閥門的順利應(yīng)用。

4.3 疏水閥門選擇，創(chuàng)建實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)

眾所周知，閥門的有效應(yīng)用首先需要做好質(zhì)量分析。因此，提升閥門質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、重視疏水閥質(zhì)量管理。近幾年，很多發(fā)電廠都引進(jìn)了國外疏水閥門，同時(shí)我國也致力于研發(fā)高質(zhì)量疏水閥門，研發(fā)體積小、關(guān)閉時(shí)間短、硬度高的閥門。閥門承載著水流的沖刷與壓力，高質(zhì)量閥門能夠避免閥門內(nèi)漏。

創(chuàng)建實(shí)時(shí)測量監(jiān)控系統(tǒng)能夠記錄閥門通水量、承載壓力、閥門溫度、掌握閥門運(yùn)行制定安全可行的操作方案，為后續(xù)閥門操作提供技術(shù)支持。

4.4 規(guī)范操作，精準(zhǔn)控制

規(guī)范操作有助于提升工作人員責(zé)任意識(shí)，避免內(nèi)漏現(xiàn)象發(fā)生，例如：開啟閥門完全打開；關(guān)閉時(shí)完全關(guān)閉，禁止半關(guān)半開。為防止內(nèi)漏還要在閥門開啟時(shí)根據(jù)順序依次開啟，按照順序關(guān)閉。汽輪機(jī)啟閉可能導(dǎo)致疏水閥門內(nèi)漏，因而要求及時(shí)關(guān)閉疏水閥門，啟動(dòng)后工作人員深入現(xiàn)場，做到發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，制定可行性方案，對(duì)經(jīng)不住時(shí)間沖刷的閥門盡早關(guān)閉。一旦在啟動(dòng)后發(fā)生內(nèi)漏需及時(shí)復(fù)緊閥門，記錄閥門溫度；復(fù)緊一段時(shí)間后仍然未達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)就要準(zhǔn)備二次復(fù)緊，盡可能的讓閥門處于緊閉狀態(tài)。在汽輪機(jī)改變運(yùn)行形式后對(duì)閥門復(fù)緊，直至正常運(yùn)行后開啟閥門，保證汽輪機(jī)運(yùn)行過程中疏水閥門處于穩(wěn)定條件下。

4.5 疏水閥門管道順暢

很多疏水閥門未開啟前并無滲漏，開啟后發(fā)生滲漏。究其原因，疏水閥門管道治理不及時(shí)，管道內(nèi)存在雜物從而影響疏水閥管道性能。一般在疏水閥管道維護(hù)過程中就會(huì)看到有無刮痕現(xiàn)象，在汽輪機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行前工作人員進(jìn)行管道清潔，確保管道順暢，避免疏水閥內(nèi)漏。

5 效果分析

因?yàn)槭杷y門發(fā)生內(nèi)漏需要檢修、更換組件。因此，計(jì)算疏水系統(tǒng)閥門整治的投入產(chǎn)出比重時(shí)需分析水系統(tǒng)閥門前后安裝溫度測點(diǎn)，應(yīng)用DCS 費(fèi)用?，F(xiàn)階段，機(jī)組疏水系統(tǒng)優(yōu)化成本支出為30 萬元，如果300 MW 機(jī)組供電煤耗能減少0.3 g/（kW·h）、200 MW 供電煤耗能減少0.45 g/（kW·h）、125 MW 機(jī)組供電煤耗能減少0.72 g/（kW·h）。這樣下來，只要一年即可收回成本。按照閥門內(nèi)漏狀態(tài)分析，疏水系統(tǒng)閥門內(nèi)漏整治經(jīng)濟(jì)效益顯著。

疏水閥門尤其是高溫高壓介質(zhì)閥門內(nèi)漏的減少會(huì)降低凝結(jié)器熱負(fù)荷，提升凝結(jié)器真空性、減少機(jī)組煤量消耗，提升機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)過不斷的整治，目前該發(fā)電廠4 臺(tái)機(jī)組內(nèi)漏問題從20只降低至3 只。經(jīng)過對(duì)4A、4B 氣泵再循環(huán)調(diào)整門檢修，讓氣泵出口流量在同一條件下提升100 t/h，有效解決了2#一級(jí)旁路、二級(jí)旁路、高加入口聯(lián)成閥內(nèi)漏不足，2#機(jī)組給水出口溫度增加了4 ℃，縮減了4 臺(tái)機(jī)組主蒸汽疏水閥門內(nèi)漏數(shù)量，增強(qiáng)主再熱蒸汽、主給水等高質(zhì)量的使用率，機(jī)組運(yùn)行良好。

6 結(jié)束語

通過對(duì)發(fā)電廠汽輪機(jī)疏水閥門內(nèi)漏原因分析，使相關(guān)技術(shù)人員更加深刻地認(rèn)識(shí)到疏水閥門內(nèi)漏治理的重要性和對(duì)汽輪機(jī)組的影響，將會(huì)對(duì)發(fā)電廠運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)效益最大化產(chǎn)生直接影響。因此，運(yùn)行過程中工作人員要結(jié)合汽輪機(jī)組運(yùn)行環(huán)境、內(nèi)漏狀態(tài)制定可行的整治方法，通過設(shè)計(jì)優(yōu)化、規(guī)范操作、選擇高質(zhì)量閥門、保持管道順暢等措施，確保疏水閥處于最佳運(yùn)行狀態(tài)。只有規(guī)范操作，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，才能從根本上確保發(fā)電廠穩(wěn)定運(yùn)行。