（中国国家电投贵州金元分公司 茶园发电厂热机部 贵州金沙 551800）
摘要：介绍660MW机组高旁减压阀内漏原因、内漏的危害，并提出了治理方案和措施，提出高旁减压阀内漏主要是两相流动和杂物卡引起的，由此进行了密封面防冲刷改造。
关键词：660MW机组；汽轮机；高旁减压阀；内漏；防冲刷结构；小开度运行
两级串联旁路系统是目前国内660MW机组中普遍采用的汽轮机旁路方式。利用旁路系统可以实现改善机组启动性能，保护再热器，配合机组控制系统实现负荷调节及超压安全保护等诸多功能。但在实际运行中，高压旁路压力调节阀由于阀前后压差、温差大，加之阀内喷水减温，阀门工作条件恶劣，诸多因素会导致阀门出现内漏：如热变形致使密封面不严密；启闭力矩小导致密封面紧力不足；炉侧金属杂质滞留损伤密封面等。喷水隔离阀和喷水调节阀在运行中也可能内漏，由于冲刷或闪蒸空化效应而产生泄漏。我厂2台660MW机组高旁减压阀均存在不同程度的泄漏的情况，机组高旁阀后温度达到428℃，比高缸排汽温度高100℃。
我厂高旁减压阀布置在6.9米层，见图1所示，上游设有暖管管路，下游设有暖管管路，高旁前没有布置疏水管路，主蒸汽管路疏水在 30 米以外。
图1
1、高旁减压内漏情况
#1、2机组自2015年底投产后均有内漏的情况，刚开始时内漏不算太大，随着机组开机次数增多内漏逐渐增大，高旁后温度高达428℃，#2机组高旁减温水隔离门也内漏，随着减温水阀门内漏的增大，#2机高旁后温度降到与高排后温度相差不大。
在设备解体时，发现该阀阀芯与阀座密封面均出现较大面积的冲刷凹坑，阀芯密封面已有大约 75% 的圆周上有冲刷凹坑，深度为 3m m 左右，见图 2 所示。阀座密封面上也有较深的冲刷凹坑，深度约为3mm，见图 3 所示。导向笼套吹损严重见图4。阀笼减压孔间间隔已贯穿见图5。
图52、高旁减压阀内漏原因
出现高压旁路阀内漏、而且内漏量较大，经专业和厂家人员的共同分析，认为造成的原因可能有以下几个：1）由于高旁前未装设疏水管路，高旁开启的初期肯定有汽水两相冲刷；2）高旁刚开启的较短时段蒸汽参数较低，阀体温度不高，阀门在开启状态时，阀芯上有水蒸汽冲刷；3）其后一段时间，蒸汽参数也较低，高旁开度较小，蒸汽节流后扩容，有一部分蒸汽又凝结成水，又是汽水冲刷阀芯阀座；4）机组在启机过程中，很长一个时段大量湿蒸汽冲刷在阀芯上，并且蒸汽速度很快，达到 100 m /s以上，夹带部分水珠蒸汽对阀芯冲刷压力非常大，开一次机就可能已经将阀门冲刷损坏；5）在阀门关闭前，由于水蚀的作用，也会导致高旁阀的内漏。6）阀门关闭过程中若有异物刚好卡在密封面上，且未及时冲刷后关严也会造成高旁内漏。7）阀门采用气动执行机构，控制汽源压力偏小，则阀门的关闭力偏小，没有达到所须的比压，也很容易产生泄漏；8）阀芯阀座选用材料硬度较差，更容易产生泄漏。
3高旁减压阀内漏带来的危害
3.1高旁泄漏容易导致阀后管道超温蠕变损坏。
3.2从我厂#2机阀芯阀座冲蚀的实际来估算主蒸汽的泄漏量不低于2%，根据相关文献计算汽轮机装置效率相对降低约0.3%左右。
3.3高旁减压阀减温水严重泄漏导致机组启停阶段冷再热蒸汽管道积水，会引发水锤甚至产生汽轮机进水的严重事故。
3.4高旁减温水来自于给水泵出口的高压给水母管，经过串联的喷水隔离阀和喷水调节阀，从高旁压力调节阀阀后喷入。若减温水阀门产生少量泄漏时，漏入的减温水在高旁管路出口将被高速向上流动的再热冷段蒸汽带到再热器内，此时减温水的泄漏导致机组少做功，高旁减温水泄漏1%时，导致机组的汽轮机装置效率降低约0.19%，且机组循环吸热量也有所增加。
3.5高旁内漏后需要相当长的停机时间才具备检修条件，并且耗费相当人力物力。
4高旁减压阀泄漏后修理
2018年6月#2机停运检修时间较长，解体检修，厂家派人到厂指导，解体后经与厂家充分交流决定阀芯外送修复，阀芯用司太立6合金焊丝堆焊并热处理；阀座厂家说明是718材料整体锻造热处理的，在就地研磨，阀座研磨接近4mm的深度，阀芯返回后与阀座对研，密封面吃合良好，开机后高旁依然内漏，且阀后温度很快上升到420℃，此次检修失败。
5 高旁减压阀技改
5.1改造阀芯：
将阀芯原密封结构，改造成不易被冲刷的结构，具体方案如下：
5.1.1处理前探伤：打磨清理阀芯表面，去除氧化皮及其他污渍，露出金属本色光泽，并清洗干净后采用着色探伤的方式，检查是否有裂纹等缺陷。清洗干净，备用。
5.1.2由于阀芯冲蚀严重，根据新结构的尺寸要求先对阀芯本体先进行补焊，焊丝选用阀芯本体材料 X20CrMoV121。
5.1.3焊后探伤：去除焊疤高点，并进行粗车加工，露出金属光泽后清理，并进行着色探伤处理，如果没有裂纹气孔、夹渣等缺陷，清洗后进行精加工。密封面位置保留足够的合金堆焊尺寸空间
5.1.4根据高温高压阀门密封面的要求选择钴基合金，按照标准焊接方法进行堆焊。
5.1.5对堆焊的阀芯进行焊后保温 12 小时处理。
5.1.6焊后探伤：进行粗车加工，露出金属光泽后清理，并进行着色探伤处理，如果没有裂纹气孔、夹渣等缺陷，清洗后进行精加工。
5.1.7成型刀具及与阀座统一的定位方式找正，保证密封口的角度，精度误差均保证在 0.02mm 范围内。
5.1.8密封口的粗糙度保证在 Ra0.4μm-Ra0.8μm 之间。
5.1.9其他未加工位置，尺寸保持不变，阀杆清洁抛光.
5.2该方案的优点：
5.2.1改造后的密封结构使阀门在压力的作用下，关闭更为紧密，密封性能更好。
5.2.2密封面的宽度增加，使接触面积增大，这样阀门密封面被压伤的几率降低。
5.2.3密封面角度的调整，使气流方向改变，行成气流对冲，达到互相减压的目的而不是直接冲刷阀内零件，保护了阀芯阀座。
5.2.4保留阀杆，预启阀芯结构，仅仅改造阀头，大大降低改造成本。
5.2.5保留阀笼和原安装尺寸，对阀门的通流量及控制部分均不产生影响。
6维护及运行注意事项
6.1安装时注意打好关到位记号，调整行程时将-2mm定为零位。
6.2开机后发现高旁减压阀内漏及时联系运行，开启冲刷后关严，直到不内漏为止。
6.2运行人员在开机初期尽量避免高旁减压阀小开度运行，建议开度不低于30%。
按照上述修复和装配后对高旁阀进行检修，然后启动机组，再对照汽轮机高旁阀阀后温度与高压排汽温度，温度低于高排温度时，说明高旁减压阀已经修好，不再内漏，此时需判断减温水隔离门、调整门不内漏。机组从改造运行至今，该阀运行状况良好。值得一提的是，该阀在检修后阀后温度低于高排后温度35℃左右，对降低汽轮机的汽耗及减少用煤量起到一定的作用，从而降低电厂发电成本。
7 结语
阀门经改造后，在机组启动过程中可以避免阀门因水蚀或小异物卡涩而出现阀门密封面吹损压伤泄漏的现象，有效保护密封面，从而避免了因高旁减压阀泄漏对发电厂造成的较大的汽耗损失，保证了机组安全可靠运行。
参考文献：
[1]哈尔滨汽轮机厂汽机说明书
[2]汽轮机高压旁路阀门内漏的热经济性分析
作者简介：黎福广，贵州金元茶园发电有限责任公司，热机部，检修技师，汽机专责。
论文作者:黎福广
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/23
标签：减压阀论文; 机组论文; 阀门论文; 蒸汽论文; 汽轮机论文; 温水论文; 温度论文; 《电力设备》2019年第12期论文;