摘要：本文针对600MW机组汽机低旁阀频繁内漏的状态，结合低旁阀解体后设备损坏的实际情况，最终提出加装预启阀和改造密封面结构形式的可行性方案，提高了机组运行的安全经济性。
关键词：低旁阀；预启阀；密封面结构形式；安全经济性
引言
某厂600MW机组采用高低压二级旁路。高压旁路是汽轮机高压缸的旁路，它位于主蒸汽管与再热器进口冷段管之间，高压旁路容量为30%额定蒸发量（300T/h），由给水泵引出减温水，通过高压旁路减温减压器把蒸汽从24.2MPa、566℃减温减压后送至再热器。低压旁路是汽轮机中低压缸旁路，它位于再热器出口热段管与凝汽器之间，接受来自热段蒸汽在进中压联合汽门前的热段管道上引出一路并分为两路通过低压旁路阀进入凝汽器。
四台低旁阀从试运至今多次发生内漏现象，虽然采取了很多办法进行处理，但一直未得到很好的解决，低旁阀的严重内漏使再热蒸汽未经中、低压缸做功直接排入凝汽器，使机组发电功率减少，热耗率相应上升，对凝汽器管束造成热冲击，加速设备损坏，因此，对于600MW机组汽机低旁阀内漏的原因分析及解决对策的研究是非常具有现实意义的。
1、低旁阀内漏的弊端
1.1机组的低旁阀后管道材质普遍为碳钢管道，阀门发生内漏后，管道长期处于超温运行，使得金属蠕变速度加快，持久强度降低。更有甚者，还会导致管道材料的蠕变裂纹的出现；
1.2低旁阀泄漏的高温蒸汽，在没有被喷水减温情况下直接进入凝汽器，增大了对凝汽器的热冲击，容易引起凝汽器内部构件及换热管的损坏；
1.3低压旁路系统中的内漏，使高品质蒸汽在运行过程中，没有做功直接排人凝汽器，影响了机组的真空度，长期如此，对机组经济性影响的是相当可观的；
1.4低旁阀的长期泄漏，致使高温蒸汽冲刷阀门本体，容易造成阀座、阀芯的损坏，造成材料备件的消耗。
2、低旁阀内漏的原因分析
从人、机、料、法、环五个方面对影响低旁阀内漏的因素进行了综合、全面的分析，得出七条影响低旁阀内漏的因素，针对七条影响的因素，一一制定措施并在检修工作中落实。具体情况如下表：
2.1技术力量不足
经现场检查，工作人员搭配基本合理，以下两个条件均能满足：1、工作负责人有能力胜任本项检修任务；2、有经验的老师傅与新员工之间能合理搭配。
2.2补焊工艺有误
检修合同说明低旁阀密封面的加工由专业资质单位进行机加工处理，机加工质量验收工作由设备负责人进行验收，对补焊工艺进行层层把关。
2.3管道内有焊渣、杂质
低旁阀在停机检修时，会清理阀座及管道内部的杂质，确保回装时无异物。
2.4密封垫尺寸有误
经过多次低旁阀检修记录，测量密封垫厚度均大于和密封面之间的间隙，即密封垫压缩量足够。
2.5阀门开关行程定位不准
检修后定位阀门行程开关位时，会同热控专业人员对阀门进行开关定制，直至就地与反馈相符合。
2.6密封垫压盖受力不均
阀芯与门体的密封是自密封结构，密封垫通过密封垫压盖螺钉控制密封垫伸缩量而达到（下图037），每次回装时，使用专用力矩扳手，并调整力矩扳手40N进行紧固。
低旁阀结构如下图所示：
2.7温度高，保温效果好
经多次现场测量低旁阀后温度与温度测点显示相近，反应了低旁阀后真实温度，并非保温效果的原因。
3、从设计结构考虑，针对低旁阀内漏采取的解决方案
历经多次维修而无法根除，给一线员工和技术人员造成很大的困扰，不仅增加劳动强度，也极大损害了运营的经济性。根据以往维修经验，针对最容易出现泄漏的地方，从低旁阀的结构设计研讨，最终作出如下改进：
3.1加装预起阀
（1）原因：由于此阀为上进汽，如果下面密封面保持完全密封，气流可能会通过密封环向上部流动，如果密封环处泄漏则直接从4个均流孔处直接向出口泄漏，造成温度升高。
（2）改进：在阀芯上加装预起阀，目的是增加一道密封，即便从密封环向上泄漏，预起阀关闭后，从4个均流孔处泄漏的气流也就不能向下泄漏了，达到了完全密封。打开阀门时，预起阀先打开均流孔也一并打开，上下压力均衡后可以自由开关阀门。原本阀杆与阀芯是固定连接没有同心补偿作用，改造为带有预起阀的活动连接，这样既可起到补偿作用也可起到密封作用，此方案是通过加装内部密封形式，将密封等级升级为多级密封。
3.2改造密封面结构形式
（1）现状：某些电厂花几十万买原装进口阀芯阀座，从气动执行装置改为液动执行装置再改为电动执行装置花费上百万，安装运行后依然存在内漏，不但浪费了资金人力物力，也浪费了能源，成为一些电厂的老大难问题，尤其现在许多单位更严格的要求节能降耗的大背景下，低旁泄漏更是技术人员必须解决的问题。
(2)原因：通过观察每次阀芯阀座的损坏情况，经过长时间的分析研究，发现是因为设计原因气流方向正好直接吹在密封面上，阀芯开启或关闭时在压力的作用下形成汽蚀，通过笼罩流量孔作用在阀芯阀座密封面上，形成非常有规律的淡淡的圆点状损伤。
(3)改进：将原厂内嵌式密封改为外罩式密封，改进后阀芯外壁采用化学处理，硬度很高，抗冲蚀，内壁焊接耐温，耐压，抗磨合金作成圆弧密封面，阀座密封面采用凸起式圆弧面。改进后可防止异物夹杂，特别是在阀门关闭瞬间，汽蚀就根本无法作用在密封面上，在阀芯外壁的保护下，能最大限度防止汽蚀阀芯阀座密封面。（实物见图片）
3.3材质
阀芯采用F91，阀座采用F92，均符合该阀门对温度压力的要求，不改动原阀芯阀座外观尺寸，不改动执行装置，在适应原有阀笼和密封件的前提下，制作全新备件。
4、改造示意图
4.1下图照片为典型的阀芯密封面湿蒸汽冲蚀的状态。
这些缺陷与笼罩上的开孔恰好对应，液击到密封面上引起的损伤。
4.2配合阀芯密封面进行改动，阀座密封面改成往外凸出。改造后阀门仍保持线密封或狭窄的面密封。如下图：
4.3改造前后阀芯受高速气流冲蚀状态对比：左图为改造前的结构，气流直接冲到阀芯密封面上，可造成密封面的直接冲蚀。右图为改造后的结构，由于密封面与气流方向平行，且有小台阶的保护，气流不会直接冲蚀密封面。
4.4下图涂红丹粉处为阀座凸起式密封面
4.5经过上述对低旁阀的改造后，通过一段时间内测量阀后温度数值可以看出低旁阀内漏的缺陷得以解决。低旁阀后温度修后曲线图如下：
5、结束语
该厂600MW机组汽机低旁阀阀芯、阀座改成外罩式密封，最大限度保护密封面，阀后温度都能达到电力行业标准，阀后不超50℃，大大延长了检修周期，达到最好的经济性，事实证明这种技术改造行之有效。
参考文献：
[1]王勇，甘明仿.600MW汽轮机检修规程[M].湖北华电襄樊发电有限公司，2007:265-267.
[2]田丰.汽轮机设备及系统[M].中国电力出版社，2010:487-489.
[3]丁有宇，丁一.汽轮机设备及其系统[M].华东六省一市电机工程（电力），2006:99-105.
[4]宋琳生.电厂金属材料[M].中国电力出版社,2013:107-109+21-24
论文作者:赵胜华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：凝汽器论文; 旁路论文; 机组论文; 阀门论文; 阀座论文; 蒸汽论文; 气流论文; 《电力设备》2018年第19期论文;