超超臨界機(jī)組高、低旁減壓閥泄漏處理措施淺析

胡高斌，彭浩

（江蘇國信靖江發(fā)電有限公司，江蘇 泰州214500）

1 我公司高低旁相關(guān)參數(shù)

我公司兩臺(tái)機(jī)組為660MW超超臨界機(jī)組，高、低旁減壓閥原廠家為CCI，高旁減壓閥型號(hào)為HBSE280-200-1，低旁減壓閥型號(hào)為NBSE60-400-1。

汽機(jī)旁路為室內(nèi)布置，其中，高壓旁路裝置為：每臺(tái)機(jī)組1個(gè)旁路閥，布置在汽機(jī)房6.9m中間層上，閥門形式為角式：從下至上進(jìn)水平出，流關(guān)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)水平布置；低壓旁路裝置為：每臺(tái)機(jī)組2個(gè)各半容量旁路閥，布置在汽機(jī)房14.5m運(yùn)轉(zhuǎn)層上。閥門形式為角式：從下至上進(jìn)水平出，流關(guān)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)水平布置。

2 項(xiàng)目的必要性

2.1 內(nèi)漏的原因

由于高、低旁減壓閥本身結(jié)構(gòu)的原因（蒸汽會(huì)對(duì)閥芯和閥座密封面形成直接沖刷），加上如果預(yù)熱、疏水不充分，或者機(jī)組檢修后啟動(dòng)介質(zhì)中含有雜質(zhì)等原因，當(dāng)閥門開啟時(shí)，濕蒸汽產(chǎn)生的沖蝕或者雜質(zhì)夾在密封面引起閥芯密封面的最初損傷；在閥門關(guān)閉前，由于水珠或異物的高速?zèng)_擊，已經(jīng)導(dǎo)致了高低旁密封線的損壞，造成內(nèi)漏，這是導(dǎo)致高低旁內(nèi)漏雨最主要的原因，占高、低旁減壓閥內(nèi)漏概率的90%以上。且由于已經(jīng)在閥芯密封面上形成了損傷，當(dāng)閥門關(guān)閉后在相應(yīng)的損傷位置就會(huì)持續(xù)泄漏，而泄漏產(chǎn)生的高速流既會(huì)加劇閥芯的損傷，同時(shí)又會(huì)在閥座密封面上形成損傷。

2.2 我公司高、低旁減壓閥現(xiàn)狀

高、低旁減壓閥若泄漏導(dǎo)致的閥后管道長期超溫運(yùn)行帶來較大的安全隱患；我公司高旁閥后管道材質(zhì)為A691Cr1-1/4CL22，此管道設(shè)計(jì)溫度為407℃，最大工作溫度不超過430℃，而2#機(jī)組高旁減壓閥開減溫水前閥后溫度最高達(dá)到470℃，之前發(fā)生過某電廠因?yàn)楦吲詼p壓閥后溫度長期超溫導(dǎo)致管道撕裂泄漏的情況，嚴(yán)重影響機(jī)組安全運(yùn)行；現(xiàn)2#機(jī)組已經(jīng)微開高旁減溫水，閥后溫度降至260℃左右。

自2015年兩臺(tái)機(jī)組正式投運(yùn)以來，1#機(jī)組高、低旁已經(jīng)累計(jì)外送修理達(dá)5次，2#機(jī)組高、低旁已經(jīng)累計(jì)外送修理達(dá)6次，且每次返廠修復(fù)后約經(jīng)歷2次機(jī)組啟停，高、低旁又會(huì)反復(fù)出現(xiàn)內(nèi)漏情況，嚴(yán)重影響機(jī)組的安全運(yùn)行。

2.3 改造后經(jīng)濟(jì)性估算

高、低旁減壓閥內(nèi)漏會(huì)導(dǎo)致大量高品質(zhì)蒸汽泄漏未做功就被回收，造成較大經(jīng)濟(jì)損失。針對(duì)660MW等級(jí)火電機(jī)組旁路泄漏引起的經(jīng)濟(jì)損失做了粗略估算，假設(shè)每臺(tái)機(jī)組每年發(fā)電天數(shù)為300天，平均發(fā)電功率按額定功率的80%計(jì)算，若旁路存在較嚴(yán)重泄漏，每臺(tái)機(jī)組每年可漏掉新蒸汽約2.4萬噸，損耗熱量約為8.15×1010千焦，計(jì)算每年可損失發(fā)電量6960814千瓦時(shí)，按上網(wǎng)電價(jià)0.3元/千瓦時(shí)計(jì)算，可造成發(fā)電損失208.7萬元左右。

且每次返廠修復(fù)需要檢修工期較長，約25天（冷卻需要15天），反復(fù)檢修浪費(fèi)人力和檢修費(fèi)用（一臺(tái)高旁減壓閥和兩臺(tái)低旁減壓閥返廠修復(fù)加上原廠閥體密封件一次需要約30萬元）。

3 處理措施

3.1 避免密封面直接沖刷

在閥芯上堆焊一層硬質(zhì)合金，緩解沖刷；在閥座上開一道外槽，形成嵌入式密封（如圖1所示），對(duì)蒸汽起到一個(gè)緩沖、導(dǎo)向作用，避免閥芯受到正面的沖刷。

圖1 改造后閥門密封面示意圖

改造后閥座密封面不受蒸汽噴射所產(chǎn)生的高速流的直接沖蝕，閥門行程保持不變，原密封件保持不變，表面硬化或堆焊工藝保持一致。

3.2 改變閥芯結(jié)構(gòu)

由于閥門結(jié)構(gòu)為水平布置，導(dǎo)致關(guān)閉時(shí)閥芯和閥座不能很準(zhǔn)確地對(duì)中，通過改進(jìn)閥芯，加裝先導(dǎo)式結(jié)構(gòu)，閥門在開關(guān)過程中將先導(dǎo)閥打開，閥芯上裝有彈簧，從而使閥門通過平衡孔保證閥芯上下壓力平衡，閥門啟閉時(shí)，閥芯在執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力作用下，克服彈簧壓力，預(yù)啟閥密封面與閥芯密封面貼合，關(guān)閉了平衡孔通道，從而使平衡孔不產(chǎn)生泄漏。

3.3 增加執(zhí)行機(jī)構(gòu)推力

原有閥門采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由于推力有限，在閥門密封面上的比壓無法達(dá)到所需關(guān)閉比壓，閥門容易泄漏，在氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)上加裝手輪裝置，在閥門輕微泄漏的情況下可以通過手動(dòng)壓緊保證關(guān)閉力。

4 實(shí)施和總結(jié)

1#、2#機(jī)組高旁減壓閥之前長期泄漏，高旁閥后溫度超過400℃，不得不打開減溫水降溫，且經(jīng)過多次檢修無法根治泄漏問題，即使修理后1～2個(gè)機(jī)組啟停后閥門又反復(fù)出現(xiàn)內(nèi)漏現(xiàn)象。2019年下半年，利用2#機(jī)組C修對(duì)2#機(jī)組高、低旁減壓閥進(jìn)行了改造處理，改造后效果十分顯著，閥后溫度大幅下降（高旁減壓閥后溫度約350℃、低旁減壓閥后溫度在80℃以下）；目前已正常運(yùn)行15個(gè)月，中間經(jīng)歷過兩次機(jī)組啟停，閥后溫度仍然無超溫現(xiàn)象，改造效果明顯。

高、低旁減壓閥內(nèi)漏情況在超超臨界機(jī)組中比較普遍，采用有效的措施對(duì)閥門進(jìn)行改造對(duì)機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性都有較大的提高，此類改造對(duì)于采用同類型或者類似型號(hào)減壓閥的發(fā)電機(jī)組具有一定的參考意義。