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        速比閥密封圈泄漏原因分析及防范措施

        2019-10-17 11:50:00張衛(wèi)
        中國設(shè)備工程 2019年19期
        關(guān)鍵詞:閥門

        張衛(wèi)

        (浙江浙能金華燃機(jī)發(fā)電有限責(zé)任公司,浙江 金華 321025)

        9E 機(jī)組天然氣速比閥由GE 供貨,閥體為美國伍德沃德(WOOD.WARD)公司生產(chǎn),液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)為Fisher 公司生產(chǎn),型號(hào)V300-SER-B,通徑6 英寸,閥芯不銹鋼半圓球面。速比閥起著穩(wěn)定壓力和隔斷天然氣作用,閥門嚴(yán)密性要求高,在7月份開機(jī)過程中出現(xiàn)3 次速比閥密封圈泄漏導(dǎo)致燃機(jī)起機(jī)天然氣檢漏程序失敗無法啟動(dòng),更換三個(gè)速比閥,具體的經(jīng)過、原因分析和防范措施如下。

        1 事件經(jīng)過

        速比閥1 磨損經(jīng)過:該閥門為2015年8月安裝使用,2017年7月7日,9E 機(jī)組發(fā)電機(jī)修復(fù)后首次起機(jī),全速空載運(yùn)行進(jìn)行短路升流試驗(yàn)4 小時(shí),停機(jī)拆短路排后再次啟動(dòng)做發(fā)電機(jī)空載試驗(yàn)、帶負(fù)荷試驗(yàn)、燃燒調(diào)整等試驗(yàn),11日發(fā)現(xiàn)速比閥泄漏后進(jìn)行更換(如圖1),該閥門累計(jì)運(yùn)行大約300 小時(shí)。

        圖1 7月11日更換下來的速比閥泄漏位置圖

        速比閥2(返修件)磨損經(jīng)過11日早晨將返修件閥門更換后正常啟機(jī),連續(xù)運(yùn)行至7月14日停機(jī)時(shí)再次出現(xiàn)速比閥泄漏試驗(yàn)失敗,共運(yùn)行約80 小時(shí)。此閥門為2015年更換下來的返修件,5#燃機(jī)速比閥在2015年出現(xiàn)過閥門泄漏,圖2 為O 型密封圈破損位置。

        圖2 2015年速比閥損壞位置圖

        圖3 2017年修復(fù)后閥門使用72 小時(shí)后損壞位置圖

        返修件閥門為寧波夏雨公司委托上海忠川特種閥門維修中心修復(fù),圖3、4 為O 型密封圈破損位置。速比閥3 磨損經(jīng)過:7月12 根磁棒,共安裝了16 根,以減少濾網(wǎng)出口天然氣雜質(zhì),改善速比閥前天然氣品質(zhì);同時(shí)降低調(diào)壓站調(diào)壓器壓力設(shè)定值24~22.5bar,增加速比閥門開度,在滿負(fù)荷時(shí)從37%提高到46%。機(jī)組連續(xù)運(yùn)行至7月28日晚上停機(jī),泄漏檢測(cè)通過,且經(jīng)過泄漏試驗(yàn)速比閥沒有出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象,說明該速比閥在連續(xù)運(yùn)行170 多小時(shí)后仍能繼續(xù)使用。

        2 原因初步分析

        (1)近三次閥門泄漏的位置,均為密型圈與球面形成氣流通道的分界面開口位置,甚至密封圈墊床都已有破損,見圖四,閥門前后壓差在4bar 以內(nèi),若純凈天然氣理論上并不會(huì)產(chǎn)生如此明顯的磨損,同時(shí)閥門解體中發(fā)現(xiàn)密封面壁面雜質(zhì)較多,推斷出磨損原因?yàn)樘烊粴怆s質(zhì)引起的,而本次開機(jī)過程中,調(diào)壓站濾網(wǎng)和前置站濾網(wǎng)堵塞非常快,也說明天然氣粉塵雜質(zhì)確實(shí)非常多,如圖5、6。

        天然氣入廠至速比閥管路上共有三道濾網(wǎng),分別為調(diào)壓站雙聯(lián)濾、前置站雙聯(lián)濾、Y 型過濾器,濾網(wǎng)采購和更換工藝嚴(yán)格遵守廠家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。調(diào)壓站濾網(wǎng)為外進(jìn)內(nèi)出形式,12 只一組,原裝的為特瑞斯濾網(wǎng)(精度≤5μm),差壓0.07MPa 報(bào)警;前置站濾網(wǎng)為內(nèi)進(jìn)外出形式,7 只一組,為德國沃特克濾網(wǎng)(精度≤3μm)差壓0.055MPa 報(bào)警;Y 型過濾器為保護(hù)性過濾器,過濾精度為300 目。本次調(diào)壓站前置站同時(shí)更換頻繁,周期見表1。

        2015年,9E 油改氣調(diào)試運(yùn)行階段天然氣雜質(zhì)也非常多,調(diào)壓站濾網(wǎng)堵塞頻繁,前置站濾網(wǎng)基本沒有堵塞,我們對(duì)照了粉塵顆粒,發(fā)現(xiàn)本次的粉塵顆粒明顯細(xì)微,所以本次機(jī)組運(yùn)行使大量細(xì)微粉塵穿過調(diào)壓站濾網(wǎng)到前置站,部分雜質(zhì)穿過前置站濾芯到速比閥。

        (2)5#燃機(jī)正常滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)速比閥前天然氣壓力P1為24bar 左右(GE 要求22.2~26.6bar,因?yàn)橛透臍夂筇烊粴夤芫€雜質(zhì)偏多,使濾網(wǎng)堵塞后天然氣壓力仍能滿足要求設(shè)置),速比閥后壓力20.7bar,閥門的設(shè)計(jì)溫度范圍為14日更換(鎮(zhèn)海聯(lián)合借用),15日早上開機(jī)運(yùn)行至19日停機(jī)再次出現(xiàn)速比閥泄漏。共運(yùn)行95 小時(shí)。

        圖4 墊床磨損圖

        7月21日 在更換返修件閥體后(執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用原有),采購了磁棒,在前置濾網(wǎng)內(nèi)增加磁棒-29~+100℃,設(shè)計(jì)壓力300LB,運(yùn)行時(shí)無超溫和超壓現(xiàn)象,最后一次開機(jī)前對(duì)P1 壓力進(jìn)行了調(diào)整,速比閥開度閥門開度增大,減少了氣阻和磨損。

        表1 濾網(wǎng)更換統(tǒng)計(jì)表

        圖5 調(diào)壓站濾網(wǎng)照片

        圖6 前置站濾網(wǎng)照片

        3 防范措施

        (1)與上游天然氣公司聯(lián)系,要求其確保天然氣的品質(zhì)合格。尤其在管路檢修和機(jī)組長期停運(yùn)后,必須保證機(jī)組開機(jī)時(shí)天然氣品質(zhì)。

        (2)濾筒內(nèi)增設(shè)磁棒,盡可能減少天然氣雜質(zhì)。

        (3)根據(jù)冬季和夏季燃機(jī)負(fù)荷不同,在P1 壓力允許的范圍,調(diào)整調(diào)壓站出口壓力,從而保證速比閥滿負(fù)荷長期運(yùn)行開度在45%以上,降低天然氣對(duì)密封圈的磨損。

        (4)咨詢了航天能源,目前天然氣系統(tǒng)沒有改進(jìn)型濾芯,但目前調(diào)壓站的濾芯(特瑞斯)和前置站的濾芯(沃特克)國內(nèi)代理廠商的質(zhì)量存在很大差異,由于低價(jià)中標(biāo)原則濾網(wǎng)的質(zhì)量難保證,所以盡可能采購正規(guī)公司生產(chǎn)的濾芯,確保保證天然氣品質(zhì)。

        (5)速比閥定期檢查、自行維修和密封圈國產(chǎn)化,關(guān)注啟停機(jī)速比閥運(yùn)行狀態(tài),提前發(fā)現(xiàn)異常、處理異常。同時(shí),若速比閥應(yīng)密封圈可以實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,將大大降低速比閥維修成本。目前,速比閥送外檢修包含檢測(cè)、耐壓試驗(yàn)、運(yùn)費(fèi)等費(fèi)用1 只大約8 萬元人民幣。為此我們想請(qǐng)電力股份領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)研究院專家指導(dǎo),對(duì)速比閥自行修復(fù)和密封圈國產(chǎn)化深入分析可行性。

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