李國(guó)慶

動(dòng)力工程技術(shù)

火力發(fā)電廠高壓閥門(mén)泄漏原因及處理方法

李國(guó)慶

（四川瀘州川南發(fā)電有限責(zé)任公司，四川瀘州646000）

以四川瀘州川南發(fā)電有限責(zé)任公司為例，簡(jiǎn)述火力發(fā)電廠高壓閥門(mén)在設(shè)備運(yùn)行中泄漏的部位及原因。同時(shí)，介紹在設(shè)備運(yùn)行中處理閥門(mén)泄漏點(diǎn)使其不漏或減小泄漏量的方法，減少機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)次數(shù)，以保證機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定。

電廠高壓閥門(mén)；泄漏原因；處理方法

在一座火力發(fā)電廠中最多的單體設(shè)備就是閥門(mén)，在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中起主要作用的閥門(mén)基本是高溫、高壓閥門(mén)。閥門(mén)的主要作用是控制電廠設(shè)備及其設(shè)備管路上介質(zhì)的流通、介質(zhì)的阻斷和介質(zhì)的流量調(diào)節(jié)。同時(shí)，閥門(mén)也是管道、壓力容器的重要保護(hù)裝置。閥門(mén)的泄漏部位通常發(fā)生在閥桿填料位置、閥門(mén)法蘭結(jié)合密封面、閥蓋與閥體相連密封處，以及閥門(mén)本體等。如果閥門(mén)內(nèi)介質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間泄漏，首先會(huì)導(dǎo)致閥門(mén)設(shè)備損壞，其次會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行系統(tǒng)不正常，而且流體介質(zhì)攜帶的能量損失會(huì)使電廠的能耗增加。如果是系統(tǒng)重要部位的閥門(mén)發(fā)生泄漏，情況嚴(yán)重時(shí)將直接造成發(fā)電廠的非計(jì)劃停機(jī)事故，使發(fā)電成本增大。如果易燃、有毒、有腐蝕性的介質(zhì)通過(guò)閥門(mén)時(shí)發(fā)生泄漏，則易發(fā)生火災(zāi)爆炸等危及設(shè)備和人員安全的事故，甚至?xí)纬蓯毫拥倪B鎖反應(yīng)，嚴(yán)重?fù)p害電廠設(shè)備，危害人們的生命安全。

四川瀘州川南發(fā)電有限責(zé)任公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)瀘州電廠）一期工程安裝兩臺(tái)600 MW機(jī)組，機(jī)組安裝有上百臺(tái)高溫高壓閥門(mén)用于蒸汽、給水的調(diào)節(jié)，壓力容器的保護(hù)等。機(jī)組運(yùn)行中常出現(xiàn)閥門(mén)泄漏的情況，主要系統(tǒng)閥門(mén)的泄漏將會(huì)造成機(jī)組非正常停機(jī)。就該廠而言，機(jī)組停、啟一次直接損失在25萬(wàn)元左右。針對(duì)不同等級(jí)閥門(mén)的不同泄漏部位及原因，該廠多次在設(shè)備運(yùn)行中處理泄漏點(diǎn)或者阻止泄漏量擴(kuò)大，避免了因閥門(mén)泄漏事故擴(kuò)大造成機(jī)組非正常停機(jī)的發(fā)生。

1 高壓閥門(mén)泄漏的原因

1．1 閥桿填料和壓蓋處泄漏

閥門(mén)在使用過(guò)程中閥桿隨著閥門(mén)的開(kāi)啟、關(guān)閉而上下運(yùn)動(dòng)，閥桿就會(huì)同填料（盤(pán)根）產(chǎn)生相對(duì)摩擦。隨著工作時(shí)間增長(zhǎng)和操作次數(shù)增加，填料與閥桿之間的接觸壓力逐漸減弱、變小，間隙逐漸增大，高溫、高壓的介質(zhì)就會(huì)沿著填料與閥桿的接觸間隙向外泄漏［1］（見(jiàn)圖1）。填料自身的質(zhì)量、閥桿表面的粗糙程度、盤(pán)根壓蓋的壓緊力變化，以及填料的老化等都會(huì)引起閥桿填料和壓蓋處發(fā)生泄漏（見(jiàn)圖2）。

圖1 汽包雙色水位計(jì)水側(cè)手動(dòng)二次門(mén)因操作頻繁而出現(xiàn)泄漏

圖2 電動(dòng)總門(mén)盤(pán)根壓蓋壓緊螺栓緊力不足而造成泄漏

1．2 閥門(mén)閥蓋與法蘭結(jié)合面泄漏的原因

閥門(mén)閥蓋與法蘭結(jié)合面泄漏的原因有很多，其中的主要原因是：連接螺栓的緊力沒(méi)有達(dá)到要求，密封面不對(duì)稱(chēng)，接觸不均勻（見(jiàn)圖3）；結(jié)合密封面的表面不光潔或有缺陷，粗糙度過(guò)大，密封不嚴(yán)密；金屬纏繞墊變形、材質(zhì)不符合閥門(mén)需求、使用時(shí)間過(guò)久都會(huì)造成墊片老化及彈性下降，進(jìn)而造成墊片與法蘭結(jié)合面密封不嚴(yán)；閥蓋與閥門(mén)本體結(jié)合面遭到介質(zhì)沖刷，出現(xiàn)貫通密封面的凹槽，造成介質(zhì)外漏，這種泄露非常不好處理（見(jiàn)圖4）。法蘭泄漏還會(huì)因?yàn)闄z修人員在閥門(mén)安裝、檢修過(guò)程中操作不當(dāng)，檢修工藝不過(guò)關(guān)等人為因素所造成，如密封墊片裝偏、螺栓假緊、螺栓沒(méi)有對(duì)稱(chēng)緊都會(huì)造成泄漏［2］。

圖3 閥蓋與閥座結(jié)合面緊固螺栓緊力不均造成泄漏

圖4 閥蓋與閥座結(jié)合面遭到介質(zhì)沖刷出現(xiàn)凹槽

1．3 閥門(mén)本體泄漏的原因

閥門(mén)在長(zhǎng)期的運(yùn)行中，流體介質(zhì)在通過(guò)閥門(mén)時(shí)會(huì)對(duì)閥門(mén)內(nèi)部本體產(chǎn)生沖刷和汽蝕，再加上外界因素的干擾（腐蝕、撞擊），長(zhǎng)久下來(lái)就會(huì)在閥體薄弱處出現(xiàn)砂眼、裂紋泄漏［1］。另外，在閥門(mén)生產(chǎn)廠家鑄造或鍛造閥體時(shí)形成的砂眼、氣孔、裂紋等也會(huì)引起閥體泄漏。

2 運(yùn)行中處理漏點(diǎn)的常見(jiàn)方法

2．1 閥桿填料和壓蓋處泄漏的處理

瀘州電廠在機(jī)組運(yùn)行中曾數(shù)次出現(xiàn)閥門(mén)填料處泄漏的事故。其中，較重要的高溫、高壓設(shè)備有過(guò)熱器減溫水調(diào)節(jié)閥門(mén)、主給水旁路調(diào)節(jié)門(mén)、鍋爐定期排污電動(dòng)總門(mén)等閥桿填料處滴水、冒蒸汽等外漏現(xiàn)象。這時(shí)，通過(guò)直接緊固盤(pán)根壓蓋螺栓就可處理輕微的泄漏。閥門(mén)檢修結(jié)束后，閥門(mén)盤(pán)根壓蓋螺栓一般會(huì)在壓蓋和填料室之間留出一定間隙，便于在運(yùn)行中熱緊，使壓蓋壓緊盤(pán)根。如果閥門(mén)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行卻沒(méi)有解體檢修，就會(huì)出現(xiàn)盤(pán)根壓蓋螺栓銹蝕或者損壞。其處置方法是：如果是法蘭連接則隔離系統(tǒng)更換新閥門(mén)；如果是焊接連接，則先要把閥門(mén)關(guān)閉，然后隔離系統(tǒng)，直接更換銹蝕或者損壞的壓蓋螺栓；如果沒(méi)有相同型號(hào)的閥門(mén)，就把破損閥門(mén)切下，動(dòng)火作業(yè)焊接新的閥門(mén)。

2．2閥門(mén)閥蓋與法蘭泄漏的處理

2．2．1 緊固螺栓法

高壓閥門(mén)剛發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)，如果泄漏量較低，壓力也不是很高，這時(shí)應(yīng)安排有經(jīng)驗(yàn)的檢修人員采取對(duì)角均勻地緊固連接螺栓的方法，在緊固螺栓的過(guò)程中一定不要盲目操作，避免造成不必要的損壞。本方法適用于密封墊片是金屬纏繞墊的法蘭。瀘州電廠2＃鍋爐A側(cè)墻定期排污疏水電動(dòng)總門(mén)于2016年8月12日被發(fā)現(xiàn)有輕微冒汽現(xiàn)象，隨后電廠安排人員用力矩扳手對(duì)其進(jìn)行對(duì)稱(chēng)緊固，及時(shí)處理了泄漏。每年電廠都會(huì)出現(xiàn)數(shù)次這種微小的泄漏事故，一般都可用以上方法進(jìn)行處理。

2．2．2 運(yùn)行中高壓閥門(mén)帶壓補(bǔ)漏法

帶壓補(bǔ)漏的主要優(yōu)點(diǎn)是不需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行隔離（許多重要設(shè)備的隔離需要停機(jī)），帶壓堵漏使用范圍較廣但成本較高，可是和機(jī)組啟停相比成本又相對(duì)合理。但是帶壓補(bǔ)漏是一門(mén)專(zhuān)業(yè)要求很高的技術(shù)，對(duì)操作人員的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)變能力、機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握以及帶壓堵漏專(zhuān)用工具的使用等都有很高的要求。且目前在火力發(fā)電廠中，一年需要帶壓補(bǔ)漏的工作只有幾次，所以在火電廠的推廣并不現(xiàn)實(shí)。當(dāng)前電廠的帶壓堵漏工作都是通過(guò)聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)公司安排專(zhuān)業(yè)人員來(lái)完成［3］。

瀘州電廠曾于2015年7月先后發(fā)生1＃爐省煤器上水進(jìn)口逆止閥擋板、2＃爐鍋爐主給水閥門(mén)法蘭嚴(yán)重外漏，如果由自己處理只能停運(yùn)機(jī)組，經(jīng)濟(jì)損失巨大。為了避免非計(jì)劃停機(jī)的發(fā)生，瀘州電廠采用了帶壓補(bǔ)漏，不僅處理了閥門(mén)外漏，還避免了機(jī)組的啟停，減少了電廠損失。

2．2．3 閥門(mén)閥蓋與法蘭結(jié)合面沖刷后的堆焊、打磨法

此種方法顯而易見(jiàn)就是在沖刷處堆焊，把吹出的凹陷部分堆起來(lái)，然后利用角磨機(jī)或鉸刀把凸起部分處理掉，使兩者結(jié)合面光滑度符合要求。電廠內(nèi)有一些能夠隔離但是成本較高的高壓閥門(mén)可以用此種方法修復(fù)。

瀘州電廠2＃鍋爐前墻定期排污疏水電動(dòng)總門(mén)先后于2016年4月8日發(fā)生閥門(mén)閥蓋與法蘭結(jié)合面外漏。隔離系統(tǒng)檢查發(fā)現(xiàn)閥門(mén)閥蓋與法蘭結(jié)合面遭到?jīng)_刷后出現(xiàn)了一條大概2絲左右的凹槽，第一次采用更換金屬纏繞墊的方式進(jìn)行處理，然而運(yùn)行兩日再次外漏；第二次對(duì)其再次更換金屬纏繞墊（厚度略高于第一次），并在結(jié)合面擦抹汽輪機(jī)密封膠（高溫、高壓密封膠），然而運(yùn)行兩日再次外漏；第三次處理則是對(duì)凹槽進(jìn)行簡(jiǎn)單打磨后利用氬弧焊把凹槽堆平，再利用角磨機(jī)把多余的部分一點(diǎn)點(diǎn)打磨干凈，重新更換金屬纏繞墊，此后運(yùn)行正常。此類(lèi)高溫、高壓閥門(mén)成本大概在2～3萬(wàn)元／臺(tái)，堆焊處理1臺(tái)閥門(mén)大概需要3個(gè)工作日，與更換閥門(mén)相比，更加經(jīng)濟(jì)。

2．3 閥門(mén)閥體泄漏的處理

2．3．1 制作模具法

有些設(shè)備流動(dòng)介質(zhì)壓力大，會(huì)危及人身安全；有些設(shè)備的介質(zhì)泄漏量大，但又是必須處理的閥體缺陷。這些缺陷可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際環(huán)境，應(yīng)用制作模具的辦法消除缺陷或減小介質(zhì)泄漏量，使其在可控范圍內(nèi)。第一種辦法是制作頂壓模具。把頂壓模具的壓緊機(jī)構(gòu)固定在閥門(mén)的一側(cè)，使頂壓模具正對(duì)泄漏點(diǎn)，頂壓接觸點(diǎn)上墊密封材料，旋轉(zhuǎn)頂壓螺桿，使模具緊緊地壓在泄漏部位上，迫使泄漏減小或停止。第二種方法是制作密封盒。根據(jù)閥門(mén)大小和安裝位置，在外部制造合適的外包密封盒，在盒體安裝介質(zhì)分流閥門(mén)，安裝前開(kāi)啟閥門(mén)降低介質(zhì)壓力，外包密封盒封閉泄漏閥門(mén)，緊固結(jié)束后關(guān)閉介質(zhì)分流閥門(mén)。這樣一般可做到減小泄漏量或控制介質(zhì)泄漏方向，使其不對(duì)設(shè)備和人員安全造成危害。

瀘州電廠1＃爐脫硫系統(tǒng)的脫硫本體、2＃漿液循環(huán)泵進(jìn)口排污門(mén)本體于2015年6月23日出現(xiàn)直徑在14 mm左右的孔洞，漿液直噴地面，射程有2 m左右。因泄漏量和壓力較大，不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，還威脅過(guò)往人員的安全。該電廠制作了1個(gè)400 mm ×300 mm×300 mm的密封盒，盒體側(cè)面安裝了1臺(tái)DN50的介質(zhì)分流閥門(mén)，最后通過(guò)控制介質(zhì)泄漏的流向，控制住了污染，保證了過(guò)往人員的安全。

2．3．2 焊接法

在閥體的介質(zhì)漏量小的情況下，可使用1個(gè)內(nèi)徑比泄漏點(diǎn)大1倍以上的帶螺紋短管，讓泄漏介質(zhì)從短管內(nèi)流出。把短管焊在閥體上，再配1個(gè)與短管螺紋相符的堵頭，焊接結(jié)束后將短管封閉，以達(dá)到阻止泄漏的目的。短管起到導(dǎo)流的作用，在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)需要使用不同的材料，螺母、閥門(mén)都可以使用。但焊接時(shí)應(yīng)注意采用適當(dāng)?shù)碾娏?，焊接電弧?yīng)遠(yuǎn)離漏點(diǎn)，以免燒穿造成更大的泄漏。在高溫介質(zhì)的閥門(mén)上進(jìn)行作業(yè)時(shí)，作業(yè)人員應(yīng)注意自身安全。

瀘州電廠公用系統(tǒng)壓縮空氣母管聯(lián)絡(luò)門(mén)的閥體于2014年7月23日出現(xiàn)了1個(gè)沙眼，直徑在3 mm左右。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求使用了1個(gè)直徑6 mm的螺母來(lái)處理這一缺陷，最后徹底解決了漏氣問(wèn)題。

3 結(jié)束語(yǔ)

高壓閥門(mén)泄漏在發(fā)電廠中經(jīng)常發(fā)生，泄漏并不可怕，重點(diǎn)是如何把漏點(diǎn)處理掉，避免因閥門(mén)泄漏事故造成機(jī)組非正常停機(jī)。通過(guò)分析閥門(mén)結(jié)構(gòu)查找泄漏的原因，在實(shí)踐中摸索出了上述幾種處理閥門(mén)泄漏的方法，并在瀘州電廠成功應(yīng)用，特別是高壓安全閥門(mén)的定期校驗(yàn)工作能防止運(yùn)行中的誤動(dòng)作，確保了機(jī)組的正常運(yùn)行，降低了機(jī)組事故的發(fā)生率。

［1］ 暢黎鵬．閥門(mén)填料泄漏的消除［J］．水利電力機(jī)械，2005，27（1）：49－55．

［2］ 魏承利．分析閥門(mén)泄漏原因和改進(jìn)措施［J］．一重技術(shù)，2005（5）：57－58．

［3］ 張建民，姚永釗．帶壓堵漏技術(shù)的應(yīng)用［J］．中國(guó)設(shè)備管理，1999（9）：43－44．

A Study on the Causes of the Leakage of High Pressure Valves in a Thermal Power Plant and Relevant Solutions

LIGuoqing
（Sichuan Luzhou Chuannan Power Generation Co．，Ltd．，Luzhou Sichuan 646000，P．R．China）

Taking Sichuan Luzhou Chuannan Power Generation Co．，Ltd．for example，this paper sketches the leakage locations ofhigh pressure valves in a thermal power plant during the operation of the equipmentaswellaspossible causes．In addition，it introduces relevantways of stopping the leakage points and reducing the amount of leakage，to decrease the times of unplanned halts of the unit aswell as ensuring its stable operation．

high pressure valves；causes of leakage；solutions

TM621

A

1008-8032（2017）02-0050-03

2016－10－14

李國(guó)慶（1986－），助理工程師，主要從事機(jī)務(wù)（鍋爐）檢修工作。