【摘 要】通過分析某調(diào)節(jié)閥盤根頻繁發(fā)生泄漏原因，發(fā)現(xiàn)閥門在開閉活動(dòng)中發(fā)生變化，閥門內(nèi)部工質(zhì)的溫度和壓力交變，再加上整體系統(tǒng)的振動(dòng)，常會(huì)導(dǎo)致螺栓松動(dòng)，預(yù)緊力流失，從而使得填料的密封比壓減小，超出填料自身回彈補(bǔ)償?shù)姆秶固盍厦芊獍l(fā)生失效泄漏。立足現(xiàn)有設(shè)備，通過對(duì)頻繁發(fā)生泄漏的閥門盤根緊固方式進(jìn)行優(yōu)化，有效地減少了閥門盤根處外漏概率。

　　【關(guān)鍵詞】盤根;泄漏;原因;改造

　　1 調(diào)節(jié)閥泄漏概況

　　電站鍋爐系統(tǒng)中，閥門泄漏引起的設(shè)備異常占較大比例，其中閥門因盤根失效而引起外漏導(dǎo)致的現(xiàn)場(chǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)尤為突出。探討高溫閥門盤根的密封原理和優(yōu)化維護(hù)檢修方式，使工質(zhì)外漏的幾率下降到至低限度，對(duì)于高溫高壓閥門運(yùn)行維護(hù)有重要意義。

　　本文選取兩臺(tái)爐的過熱器減溫水調(diào)節(jié)閥(合計(jì)同型8臺(tái))運(yùn)行情況進(jìn)行分析。根據(jù)專業(yè)對(duì)過熱器減溫水調(diào)節(jié)閥泄漏情況的統(tǒng)計(jì)，2013年上半年8臺(tái)閥門泄漏了6次，且泄漏部位較為集中，均發(fā)生在盤根處。表1為近年來過熱器減溫水調(diào)節(jié)閥泄漏情況統(tǒng)計(jì)。

　　表1 減溫水調(diào)節(jié)閥泄漏統(tǒng)計(jì)

　　某公司鍋爐減溫水調(diào)節(jié)閥選用的是Copes-Vulcan公司的SD系列惡劣工況調(diào)節(jié)閥，采用非平衡單閥座閥窗節(jié)流型閥芯。該型閥門是上海鍋爐廠600 MW超臨界機(jī)組減溫水系統(tǒng)推薦閥門。自投運(yùn)以來，閥門各性能指標(biāo)較好，特別是配合ABB控制器，減溫水調(diào)節(jié)閥對(duì)蒸汽溫度調(diào)節(jié)優(yōu)異(遠(yuǎn)小于±4 ℃行業(yè)要求)。但隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，頻繁動(dòng)作的高溫高壓閥門開始出現(xiàn)盤根處外漏情況，給機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了較大隱患。為保證設(shè)備正常運(yùn)行，現(xiàn)場(chǎng)人員需要定期檢查箍緊盤根，并嘗試更換新盤根，必要時(shí)要進(jìn)行帶壓堵漏。

　　2 原因分析

　　閥門系統(tǒng)開閉活動(dòng)及行程變化、 系統(tǒng)溫度和壓力交變或整體系統(tǒng)的振動(dòng)，常會(huì)導(dǎo)致螺栓松動(dòng)，預(yù)緊力流失，造成對(duì)填料的密封比壓減小，超出填料自身回彈補(bǔ)償?shù)姆秶?，使填料密封失效。下面我們?duì)閥門盤根使用過程做分析：(1)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，各部件處于冷態(tài)，盤根與閥桿貼合;盤根壓蓋在壓蓋螺栓作用下，箍緊盤根，閥門沒有外漏。(2)閥門在控制指令下開啟，熱工質(zhì)進(jìn)入閥門內(nèi)部;伴隨著受熱徑向和軸向膨脹，閥桿向上膨脹，徑向壓縮盤根;盤根壓蓋螺栓受熱作用下，箍緊盤根力矩下降。(3)閥門在控制指令持續(xù)作用下，熱工質(zhì)變流量進(jìn)入閥門內(nèi)部;各部件(特別是閥桿、 盤根及壓蓋螺栓)溫度持續(xù)變化，部件體積持續(xù)膨脹收縮;盤根老化和磨損導(dǎo)致盤根體積減小，盤根壓蓋螺栓箍緊力矩下降;盤根因?yàn)槔匣荒苷Ｑa(bǔ)償兩者之間間隙，盤根與閥桿不能完全貼合。 (4)閥門如不能及時(shí)對(duì)盤根壓蓋螺栓處回復(fù)箍緊力矩，盤根處可能出現(xiàn)向外泄漏。

　　閥門不斷開關(guān)及開度變化調(diào)節(jié)，閥門盤根磨損老化，盤根壓蓋螺栓作用于盤根上的力矩也不斷變化，盤根作用于閥桿上的間隙補(bǔ)償能力惡化，閥門極易出現(xiàn)向外泄漏。

　　閥門填料盤根密封結(jié)構(gòu)如圖1所示，我公司在鍋爐減溫水調(diào)節(jié)閥閥芯組件不變且控制要求不變的條件下，影響現(xiàn)場(chǎng)盤根壽命的主要方式為：( 1)減少閥門投退次數(shù)，降低閥桿動(dòng)作頻率。但由于機(jī)組負(fù)荷頻繁波動(dòng)，要求有較好的蒸汽品質(zhì)，減溫水量不斷變化，閥門只能頻繁動(dòng)作調(diào)節(jié)。 ( 2)控制盤根資料，選擇較好的盤根?，F(xiàn)已積極進(jìn)行該項(xiàng)工作，但經(jīng)詢問各盤根廠家，該處均只有概念描述，無明顯數(shù)據(jù)表述，只能盡量選用國(guó)產(chǎn)名牌產(chǎn)品。 ( 3)改善閥桿在填料處的表面光潔度?，F(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)進(jìn)行了該項(xiàng)工作，閥桿該處都是進(jìn)行細(xì)研，接近鏡面，遠(yuǎn)超出原廠要求，但效果無明顯改善。 ( 4)盤根安裝嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量控制文件要求。 ( 5)保持盤根預(yù)緊力不變。部件母材主要為CF8M，壓蓋螺栓主要為A193材料，上述兩種材料都為不銹鋼類，溫度變化更易膨脹收縮。

　　通過上述分析不難看出，在現(xiàn)有閥門的條件下，閥門盤根壓蓋螺栓上加裝彈簧(圖2)用來補(bǔ)償螺栓的變化，是比較有效的控制和減少閥門盤根處發(fā)生泄漏的一種方式。

　　3 改造實(shí)施

　　該廠減溫水調(diào)節(jié)門螺栓應(yīng)力要求為35000PSI，根據(jù)相應(yīng)的對(duì)應(yīng)表，閥門需要緊固力矩為( 55±5) N·m，即我們按照國(guó)標(biāo)選擇滿足力矩( 55±5) N·m的蝶形彈簧即可。

　　我廠立足現(xiàn)有設(shè)備，如對(duì)閥門盤根進(jìn)行改進(jìn)，每臺(tái)閥門需要更換：

　　( 1)兩套蝶形彈簧組件[需要滿足力矩( 55±5) N·m]。

　　( 2)兩條雙頭全螺紋螺栓(比原有螺栓大約長(zhǎng)40 mm左右，

　　牙口完全一致，應(yīng)力大于35000PSI)。 同時(shí)考慮到閥門該處原螺栓材質(zhì)為A193，實(shí)際使用中螺栓出現(xiàn)過斷裂，且該處雨水要多，運(yùn)行溫度較高，經(jīng)過充分評(píng)估對(duì)比，為保證現(xiàn)場(chǎng)安全，螺栓需要提高強(qiáng)度，建議提高材質(zhì)等級(jí)，如采用Inconel 718或更優(yōu)異的Inconel X-750，工藝：固溶+硬化處理。

　　經(jīng)分析，上述改進(jìn)方案能夠有效改善閥門盤根處運(yùn)行效果，2013年度#4機(jī)組大修時(shí)開始嘗試對(duì)#4鍋爐過熱器左側(cè)減溫水調(diào)節(jié)閥進(jìn)行盤根安裝改造。#4鍋爐過熱器左側(cè)減溫水調(diào)節(jié)閥經(jīng)過改造使用情況良好，按照正常維護(hù)檢修，運(yùn)行中未見閥門外漏情況，改造效果良好。

　　4 結(jié)語

　　自2013年底對(duì)#4鍋爐過熱器左側(cè)減溫水調(diào)節(jié)閥進(jìn)行盤根安裝改造，經(jīng)過兩個(gè)小修期觀察跟蹤，閥門運(yùn)行未見異常，改造效果良好。改造后閥門現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)檢維護(hù)頻次明顯下降，減輕了現(xiàn)場(chǎng)工作人員工作壓力。因此計(jì)劃近期完成剩余減溫水調(diào)節(jié)閥的改造，并擴(kuò)大改造實(shí)驗(yàn)范圍，計(jì)劃將頻繁投退的吹灰器也進(jìn)行類似填料安裝改造。

　　[參考文獻(xiàn)]

　　[1] 張立德.百萬電廠過熱器減溫水調(diào)節(jié)閥故障原因分析[J].安徽電氣工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2014(3).

　　[2] 孫樹春.600 MW亞臨界機(jī)組二級(jí)減溫水調(diào)節(jié)閥內(nèi)漏原因及處理過程分析[J].電子制作，2015(2).

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