朱道華

(安徽華電宿州發(fā)電有限公司，安徽 宿州 234101)

ERV閥泄漏與卡澀的原因分析及處理

朱道華

(安徽華電宿州發(fā)電有限公司，安徽 宿州 234101)

以某公司ERV閥在運(yùn)行過(guò)程中存在的泄漏與卡澀問(wèn)題為例，介紹了超臨界及以上機(jī)組安裝的ERV閥工作原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析了發(fā)生異常的原因，提出了處理和改進(jìn)措施，確保不因檢修工藝標(biāo)準(zhǔn)的降低和安裝工序的不當(dāng)造成設(shè)備異常。這些措施實(shí)施后，ERV閥再未發(fā)生外漏、內(nèi)漏和卡澀現(xiàn)象。

動(dòng)力釋放閥；泄漏；卡澀；故障分析

0 引言

火力發(fā)電機(jī)組超臨界與超超臨界壓力鍋爐配置的安全閥按照《ASME C4安全閥》標(biāo)準(zhǔn)PG-72.2規(guī)定，其起座壓力約為鍋爐額定壓力的1.17倍，大大超過(guò)鍋爐的額定壓力。為了保護(hù)鍋爐及安全閥，鍋爐設(shè)計(jì)有動(dòng)力釋放閥(electron release valve，ERV)或壓力控制閥(pressure control valve，PCV)，其作用是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)超壓但沒(méi)有達(dá)到安全閥起跳的壓力值時(shí)，ERV閥動(dòng)作向空排汽，將系統(tǒng)壓力降到正常值。該類(lèi)閥門(mén)通常需達(dá)到以下2個(gè)要求：

(1) 嚴(yán)格控制的泄漏等級(jí)，由于ERV閥通常安裝在鍋爐的主蒸汽管道上，要嚴(yán)格避免其發(fā)生泄漏(內(nèi)漏或外漏)現(xiàn)象；

(2) 快速動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在系統(tǒng)超壓后要迅速將壓力釋放至正常值。

1 設(shè)備概況

某公司600 MW機(jī)組鍋爐為DG1900/25.4-Ⅱ3型，單爐膛、平衡通風(fēng)、一次中間再熱、前后墻對(duì)沖燃燒、固態(tài)排渣、尾部雙煙道、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)Π型復(fù)合變壓運(yùn)行本生直流鍋爐，是東方鍋爐集團(tuán)股份有限公司與日本巴布科克－日立鍋爐有限公司合作設(shè)計(jì)、聯(lián)合制造的超臨界直流鍋爐。該機(jī)組主汽管道上安裝的2臺(tái)ERV閥，在運(yùn)行定期試驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)卡澀、內(nèi)漏、外漏等現(xiàn)象。該公司ERV閥的銘牌參數(shù)如表1所示。

表1 ERV閥主要參數(shù)

2 ERV閥故障分析及處理

2.1 ERV閥卡澀

2.1.1 原因分析

(1) ERV閥閥球處堆積的氧化皮(如圖1所示)在開(kāi)啟時(shí)進(jìn)入閥球與閥體的結(jié)合面，造成閥門(mén)卡澀。

圖1 閥球處堆積的氧化皮

(2) 解體過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，閥門(mén)盤(pán)根壓蓋和門(mén)軸之間的間隙較小(如圖2所示)，被長(zhǎng)期高溫下生成的氧化皮堵塞，使軸和壓蓋之間無(wú)法滑動(dòng)，造成閥門(mén)卡澀。

2.1.2 處理措施

(1) 將1號(hào)爐A，B側(cè)ERV閥的Ф400×8碳鋼排氣管改成Ф400×8 TP304不銹鋼管。不銹鋼管出口與爐頂消音器連接。

(2) 用砂紙打磨ERV閥的壓蓋內(nèi)孔，將壓蓋內(nèi)孔擴(kuò)大15絲(1絲=0.01 mm)，安裝時(shí)在門(mén)軸上涂抹耐高溫防咬死潤(rùn)滑脂。

圖2 盤(pán)根壓蓋和門(mén)軸之間的間隙較小

2.1.3 處理效果

(1) 未再發(fā)生因門(mén)軸原因發(fā)生的卡澀。

(2) 排氣管由碳鋼換成TP304不銹鋼后，每次閥門(mén)解體檢查，內(nèi)部均無(wú)氧化皮存在。這延長(zhǎng)了閥球和閥門(mén)端蓋的使用壽命，由原來(lái)的每次檢修都要更換閥球延長(zhǎng)為2—3年更換1次閥球。

(3) 定期排汽試驗(yàn)均未出現(xiàn)因內(nèi)部有氧化皮而造成的閥門(mén)卡澀和內(nèi)漏。

2.2 ERV閥外漏

圖3 ERV閥結(jié)構(gòu)及加工位置的密封溝槽

2.2.1 原因分析

(1) ERV閥原設(shè)計(jì)的C型密封墊本身預(yù)留緊力較小，閥門(mén)經(jīng)過(guò)多次拆裝后密封槽尺寸逐漸變大，使預(yù)緊力更小，安裝完成后容易造成閥門(mén)外漏。

(2) 該密封安裝工藝要求高，在安裝過(guò)程中如果C型密封墊出現(xiàn)偏斜、邊緣損傷等現(xiàn)象，機(jī)組啟動(dòng)后將發(fā)生外漏。

2.2.2 處理措施

對(duì)閥門(mén)端蓋在C型密封墊和閥體緊固螺栓之間，加工出深2.8 mm、寬13 mm的密封溝槽，溝槽內(nèi)密封面粗糙度小于0.2 μm，并在溝槽內(nèi)安裝密封纏繞墊。ERV閥結(jié)構(gòu)及加工位置如圖3所示。

對(duì)C型密封墊和閥體緊固螺栓之間的下閥體，采用3號(hào)(3 μm)金剛砂研磨膏拋光。

考慮到密封纏繞墊的壓縮量為1.2 mm，并預(yù)留密封墊片的壓縮膨脹量，最終確認(rèn)密封纏繞墊片厚度為5 mm，外徑較密封溝槽小1 mm，內(nèi)徑較密封溝槽大1 mm。

該處使用溫度按照570 ℃計(jì)算，密封墊材質(zhì)采用性能良好的鎳基材料。

舊C型墊繼續(xù)安裝使用，起到一次密封和降壓的作用，降低改造后的金屬纏繞密封墊承受的主蒸汽壓力。

2.2.3 處理效果

(1) 在對(duì)ERV閥端蓋密封形式進(jìn)行改造后，再未發(fā)生因密封墊原因?qū)е碌拈y門(mén)泄漏事件。

(2) ERV閥C型墊處的密封面出現(xiàn)損壞無(wú)法修復(fù)，更換需要10萬(wàn)元左右。經(jīng)過(guò)分析研究和多次計(jì)算、試驗(yàn)，成功地完成國(guó)產(chǎn)的密封墊代替進(jìn)口C型密封墊(國(guó)產(chǎn)密封墊300元/個(gè)，進(jìn)口密封墊5 000元/個(gè))，降低了維護(hù)費(fèi)用，提高了閥門(mén)的運(yùn)行可靠性。

(3) 降低了對(duì)閥門(mén)的安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，減少了檢修人員的工作量。

3 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)幾年的運(yùn)行驗(yàn)證，所采取的設(shè)備改造及處理措施成功、有效。檢修人員和質(zhì)量驗(yàn)收人員在閥門(mén)解體、研磨、安裝、驗(yàn)收過(guò)程中，嚴(yán)格按照檢修工藝要求執(zhí)行，使ERV閥的安全穩(wěn)定性大大提高，并降低了檢修維護(hù)的工作強(qiáng)度和費(fèi)用。

2017-07-29。

朱道華(1973—)，男，工程師，主要從事火電廠鍋爐專(zhuān)業(yè)設(shè)備技術(shù)管理工作，email：zdh6220@126.com。