趙佰千

（陜西德源府谷能源有限公司，陜西榆林 719407）

1. 概述

本機(jī)組采用40%BMCR的高低壓二級(jí)串聯(lián)旁路系統(tǒng)。高旁為40% 額定容量，低旁為40% 額定容量。高壓旁路管道從主蒸汽總管上接出，經(jīng)旁路閥減溫減壓后接至低溫再熱總管，高旁減溫水取自給水泵出口的給水母管。

（1）旁路控制系統(tǒng)：汽輪機(jī)采用旁路系統(tǒng)，可以有效地降低能耗，增大機(jī)組運(yùn)行的可靠性。

（2）旁路系統(tǒng)的作用：在機(jī)組啟動(dòng)期間，加快鍋爐和主蒸汽、再熱器管道的升溫、升壓速度，使蒸汽參數(shù)盡快地達(dá)到汽輪機(jī)沖轉(zhuǎn)的要求，縮短機(jī)組啟動(dòng)的時(shí)間。同時(shí)在啟動(dòng)期間還回收了工質(zhì)、降低了噪音。

（3）汽輪機(jī)高壓旁路系統(tǒng)：主蒸汽管路和冷段再熱蒸汽管路之間，直接由一根連接管連接起來(lái)，而高壓旁路控制閥位于連接管道上。高壓旁路閥用來(lái)旁通到高壓缸的過(guò)熱蒸汽，同時(shí)該閥將主蒸汽壓力減壓至再熱冷段壓力水平。在將主蒸汽通過(guò)旁路系統(tǒng)減壓到再熱冷段之前，其蒸汽溫度必須減溫至預(yù)先設(shè)定值。

2. 高壓旁路閥常見(jiàn)故障分析（#1機(jī)組為例）

2.1 高壓旁路閥內(nèi)漏

（1）氣動(dòng)門(mén)關(guān)閉壓力不足，造成閥門(mén)關(guān)閉不到位，封閉不嚴(yán)，介質(zhì)蒸汽通過(guò)閥門(mén)密封面結(jié)合不嚴(yán)之處泄漏至閥門(mén)后流向排汽裝置。

（2）機(jī)組啟動(dòng)期間，蒸汽品質(zhì)不良，蒸汽中含有氧化皮等微小金屬顆粒蒸汽快速高壓蒸汽帶動(dòng)下，沖擊閥門(mén)密封面，使密封面表面受損，造成密封不嚴(yán)閥門(mén)內(nèi)漏。

（3）機(jī)組啟動(dòng)期間，高壓旁路閥前主汽管道暖管不充分，在高壓旁路閥開(kāi)啟期間，管道有大量疏水，汽水混合物通過(guò)高壓旁路閥，形成“水刀”對(duì)閥門(mén)密封面造成快速?zèng)_刷，結(jié)合面受損；機(jī)組啟動(dòng)后，關(guān)閉高壓旁路閥，結(jié)合面不嚴(yán)造成泄漏。

（4）機(jī)組啟動(dòng)期間，高壓旁路閥前主汽管道疏水管閥門(mén)開(kāi)啟不及時(shí)，造成大量疏水進(jìn)入高壓旁路閥的入口管道，途徑高壓旁路閥，對(duì)閥門(mén)密封面造成快速?zèng)_刷，結(jié)合面受損；機(jī)組啟動(dòng)后，關(guān)閉高壓旁路閥，結(jié)合面不嚴(yán)造成泄漏。

（5）高壓旁路閥前入口管道與主蒸汽母管間距大于2m，由于入口管道過(guò)長(zhǎng)，機(jī)組啟動(dòng)期間，此段管路產(chǎn)生疏水與蒸汽混合途徑高壓旁路閥密封面，此管段形成的疏水造成對(duì)高壓旁路閥密封面沖刷。

（6）主蒸汽的過(guò)熱度不夠。閥前的蒸汽不是過(guò)熱蒸汽，是濕蒸汽；多次啟停機(jī)尤其是冬季機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，濕蒸汽在高壓旁路閥開(kāi)度小于15%時(shí)對(duì)閥芯密封面沖刷嚴(yán)重。

（7）高壓旁路閥閥芯、閥座不同心，密封面接觸不良。

（8）高壓旁路閥限位調(diào)整不準(zhǔn)確，限位調(diào)整時(shí)顯示為“0”位，實(shí)際未到“0”位。

（9）高壓旁路閥解體檢修期間，閥芯閥座密封面受到機(jī)械損傷。

（10）高壓旁路閥入口閥籠沖刷，進(jìn)汽不均，造成閥芯密封面吹損，閥門(mén)內(nèi)漏。

2.2 高壓旁路閥出口蒸汽溫度無(wú)法精確調(diào)節(jié)

（1）高壓旁路減溫水噴嘴異物堵塞，無(wú)法正常噴水降溫，經(jīng)過(guò)高壓旁路閥的主蒸汽因無(wú)減溫水或者減溫水流量過(guò)低，無(wú)法達(dá)到通過(guò)的主蒸汽降溫效果。

（2）噴嘴脫落至高壓旁路閥后管道，脫落后來(lái)自給水管道的噴水成股流入高壓旁路閥，無(wú)法真正起到對(duì)主蒸汽降溫效果。

（3）高壓旁路減溫水隔離門(mén)、調(diào)門(mén)密封面沖刷或者密封面有異物擠壓，造成機(jī)組正常運(yùn)行期間無(wú)法關(guān)閉嚴(yán)密而內(nèi)漏，使高壓旁路閥后冷再蒸汽過(guò)度降溫，影響機(jī)組熱效率，是高壓旁路閥后管材急劇降溫，降低管材性能。

（4）高壓旁路減溫水調(diào)門(mén)調(diào)節(jié)精度差，不能細(xì)致調(diào)節(jié)，造成開(kāi)度微量變化，減溫水流量偏大或者偏小，無(wú)法精確調(diào)至合理溫度區(qū)間。

（5）高壓旁路閥入口閥籠沖刷，來(lái)自主蒸汽管道的蒸汽不能均勻進(jìn)入高壓旁路閥，造成進(jìn)入高壓旁路閥的蒸汽分布不均，在減溫水噴灑時(shí)，蒸汽與減溫水不能很好地融合降溫，造成高壓旁路閥出口蒸汽無(wú)法精度調(diào)節(jié)至合理區(qū)域范圍。

（6）減溫水噴嘴入口管道焊縫開(kāi)裂，造成進(jìn)入噴嘴的減溫水霧化效果不均勻，進(jìn)一步使進(jìn)入高壓旁路閥的主蒸汽降溫不穩(wěn)定。

2.3 機(jī)組啟動(dòng)期間，高壓旁路閥噪音大、高頻振動(dòng)（2017年，#1機(jī)組為例）

（1）高壓旁路閥的出口閥籠起到減壓降噪的作用，其長(zhǎng)期經(jīng)受高溫高壓蒸汽的沖刷，經(jīng)常出現(xiàn)磨損減薄的問(wèn)題。高壓旁路閥出口一級(jí)閥籠碎裂，閥芯、閥座密封面沖刷嚴(yán)重，由于高壓旁路閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變，蒸汽流經(jīng)時(shí)產(chǎn)生渦流并形成脈動(dòng)，造成管道產(chǎn)生高頻振動(dòng)，促使管道附件設(shè)備連接點(diǎn)產(chǎn)生應(yīng)力疲勞斷裂泄漏。

（2）自機(jī)組投運(yùn)以來(lái)多次檢修高壓旁路閥，閥芯與閥座沖刷嚴(yán)重，結(jié) CCI廠家分析，認(rèn)為是濕蒸汽沖蝕造成閥芯與閥座沖刷。為解決該問(wèn)題，2014年5月，在高壓旁路閥前1.5m處加裝一路76×10疏水管道，同時(shí)在高壓旁路閥前約7m處加裝一只電動(dòng)閘閥，閥芯與閥籠沖刷問(wèn)題有所緩解。從搜集到的一級(jí)閥籠碎片表面顏色分析，閥籠的破損是逐步損壞，并非全部是本次機(jī)組啟動(dòng)過(guò)程中破損，濕蒸汽長(zhǎng)期沖蝕是造成出口閥籠損壞的一個(gè)原因。

（3）調(diào)閱2011年檢修期間拍攝的照片，對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)一級(jí)閥籠焊接發(fā)現(xiàn)異常，分析可能是焊縫未滿焊或是已出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致閥籠在蒸汽的作用力下脫落損壞。

（4）高壓旁路閥運(yùn)行期間，由于過(guò)程振動(dòng)造成噴嘴脫落，在投入高旁減溫水后減溫水霧化效果差，整股減溫水流入高壓旁路閥后，使高溫的高旁出口閥籠突然降溫，造成高旁出口閥籠金屬性能急速下降。加速高旁出口閥籠脫落現(xiàn)象發(fā)生。

3. 針對(duì)高壓旁路閥常見(jiàn)故障解決對(duì)策與預(yù)防措施

3.1 高壓旁路閥內(nèi)漏解決對(duì)策與預(yù)防措施

（1）調(diào)節(jié)增加氣動(dòng)門(mén)壓縮空氣壓力一個(gè)等級(jí)。在確保閥門(mén)氣缸無(wú)漏氣或因修復(fù)產(chǎn)生缸體變形等其他異常情況下，將氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造，增加氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)強(qiáng)關(guān)手輪，在高壓旁路閥氣動(dòng)關(guān)閉后再借用強(qiáng)關(guān)手輪機(jī)構(gòu)關(guān)閉，起到機(jī)械關(guān)閉＋氣源關(guān)閉共同合力關(guān)閉閥門(mén)的效果，提升閥門(mén)關(guān)閉力。將氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)研改造成關(guān)閉力矩足夠的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，將氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)研改造成關(guān)閉力矩足夠的液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)或者將氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)+液動(dòng)聯(lián)合操作。經(jīng)常檢查高壓旁路閥氣缸區(qū)域環(huán)境溫度情況，保溫是否完好，防止環(huán)境溫度過(guò)高加速氣缸密封圈老化，氣缸上下缸串氣或者氣缸向外漏氣，造成氣缸壓力不足，一旦發(fā)現(xiàn)漏氣及時(shí)處理氣缸密封面確保氣源嚴(yán)密無(wú)泄漏，用上述方案解決閥門(mén)關(guān)閉不到位、封閉不嚴(yán)的問(wèn)題。

（2）在機(jī)組檢修期間，過(guò)熱器、主蒸汽管道焊接檢修時(shí)及時(shí)清理管道內(nèi)部異物，確保管道內(nèi)部干凈無(wú)雜物。每逢機(jī)組檢修時(shí)及時(shí)清理排汽裝置除鐵器，排汽裝置內(nèi)部底層異物，防止金屬顆粒等在凝結(jié)水系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)，在高壓旁路閥開(kāi)啟前及時(shí)打開(kāi)主蒸汽管道母管疏水門(mén)、主蒸汽管道左側(cè)、右側(cè)支管疏水門(mén)，確保及時(shí)將蒸汽管道底部異物通過(guò)疏水提前排至排汽裝置，最大程度地減少管道內(nèi)部的氧化皮等微小金屬顆粒?；?yàn)員及時(shí)做好主蒸汽品質(zhì)化驗(yàn)，及時(shí)化驗(yàn)給水、凝結(jié)水確保水質(zhì)合格，汽水品質(zhì)差時(shí)及時(shí)采取措施。

（3）機(jī)組啟動(dòng)期間，主蒸汽管道暖管時(shí)間確保充足，及時(shí)打開(kāi)主蒸汽母管、左右側(cè)支管管道疏水門(mén)，將管道暖管產(chǎn)生的疏水及時(shí)通過(guò)各路疏水管道排至排汽裝置，防止主蒸汽管道內(nèi)部疏水積存，在高壓旁路閥開(kāi)啟期間形成“水刀”對(duì)閥門(mén)密封面造成快速?zèng)_刷，結(jié)合面受損情況發(fā)生，在關(guān)閉高壓旁路閥后結(jié)合面不嚴(yán)泄漏。

（4）由于高壓旁路閥前入口管道與主蒸汽母管間距大于2m，入口管道過(guò)長(zhǎng)，此管段產(chǎn)生疏水無(wú)法及時(shí)疏出，則在高旁前入口管道底部開(kāi)孔，增加一路疏水接至排汽裝置。該疏水管路設(shè)置疏水手動(dòng)門(mén)、氣動(dòng)門(mén)各1只，機(jī)組啟動(dòng)期間，在高壓旁路閥開(kāi)啟前，及時(shí)將此段管路產(chǎn)生疏水排出，防止此管段形成的疏水造成對(duì)高壓旁路閥密封面沖刷。

（5）完善機(jī)組冷態(tài)啟動(dòng)高壓旁路閥操作要求：鍋爐點(diǎn)火，開(kāi)啟高壓旁路閥前疏水手動(dòng)門(mén)，同時(shí)開(kāi)啟旁路各段疏水，待鍋爐升壓至1.0MPa以上，高壓旁路閥前溫度有30℃以上的過(guò)熱度（215℃），開(kāi)啟高旁，先開(kāi)10%～15%，使得汽流流過(guò)過(guò)熱器和再熱器。主汽壓力達(dá)1.7MPa后，維持壓力不變逐步開(kāi)大旁路，高壓旁路閥位達(dá)30%以上時(shí)，維持開(kāi)度不變鍋爐升壓，當(dāng)升壓至6.0MPa時(shí)，改為壓力控制，逐漸開(kāi)大高壓旁路閥，當(dāng)閥位開(kāi)大至70% 開(kāi)度后流量接近切缸流量，進(jìn)行切缸操作，逐步關(guān)閉高壓旁路閥。防止閥前的蒸汽是濕蒸汽，濕蒸汽在高壓旁路閥開(kāi)度小于5%時(shí)對(duì)閥芯密封面沖刷。

（6）在機(jī)組檢修期間，高壓旁路閥解體檢修后，第一時(shí)間對(duì)高壓旁路閥密封面進(jìn)行紅丹粉接觸試驗(yàn)，檢驗(yàn)密封面壓痕情況，確保壓線合格，密封面接觸良好，并進(jìn)行煤油滲透試驗(yàn)，確保在規(guī)定時(shí)間內(nèi)無(wú)滲漏，否則進(jìn)行重新檢修密封面。

（7）對(duì)高壓旁路閥開(kāi)關(guān)限位“0”進(jìn)行調(diào)整校正，指令、反饋與就地機(jī)械指示“0”位三者一致，確保準(zhǔn)確。

（8）高壓旁路閥解體檢修期間，對(duì)拆下的零部件那還早標(biāo)準(zhǔn)化要求，保護(hù)到位，擺放規(guī)范，防止發(fā)生碰撞、掉落造成閥芯閥座密封面受到機(jī)械損傷，一旦發(fā)現(xiàn)，及時(shí)及進(jìn)行檢查處理，禁止閥門(mén)“帶病”回裝。

（9）每次機(jī)組檢修，都要檢查高壓旁路閥入口閥籠，對(duì)于那些因沖刷并聯(lián)的節(jié)流孔，進(jìn)行外出修復(fù)，根據(jù)檢修頻次，在高壓旁路閥回裝時(shí)對(duì)入口閥籠“迎汽面”及時(shí)進(jìn)行對(duì)調(diào)，防止蒸汽長(zhǎng)時(shí)間吹損同一區(qū)域，進(jìn)一步吹損密封面。

（10）由于高壓旁路閥在開(kāi)機(jī)過(guò)程中作用重大，運(yùn)行環(huán)境惡劣，密封面一旦受損，在機(jī)組正常運(yùn)行，該閥門(mén)正常后會(huì)存在不同程度內(nèi)漏情況。隨著時(shí)間增加，內(nèi)漏程度會(huì)不斷增加，對(duì)節(jié)能造成極為不利影響，對(duì)管道不斷沖刷，高壓旁路閥出口管材性能老化加速，給機(jī)組安全運(yùn)行帶來(lái)隱患。為此，在高壓旁路閥前管道上加裝一只定做電動(dòng)閘閥，在機(jī)組啟動(dòng)前開(kāi)啟該電動(dòng)閘閥，機(jī)組正常運(yùn)行后關(guān)閉該電動(dòng)閘閥，有效防止高壓旁路閥內(nèi)漏現(xiàn)象擴(kuò)大（如圖 1）。

圖1 高壓旁路閥接入管路圖

（11）日常維護(hù)期間，常備一套高壓旁路閥閥芯、閥座閥桿組件、密封組件，預(yù)防機(jī)組突然短時(shí)間調(diào)停，能夠及時(shí)對(duì)高壓旁路閥進(jìn)行解體檢修。

（12）對(duì)高壓旁路閥閥芯閥座密封面進(jìn)行改造，改為新型防沖刷結(jié)構(gòu)，在閥門(mén)開(kāi)啟期間，蒸汽直接接觸密封面防護(hù)套，有效保護(hù)了閥門(mén)密封面，確保密封面完好效果，防止閥門(mén)內(nèi)漏。

（13）高壓旁路閥檢修期間，嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)、檢修規(guī)程進(jìn)行拆裝、檢修，包括密封圈安裝，螺栓擰緊方式、數(shù)據(jù)要求，確保檢修安裝工藝復(fù)合要求。

3.2 高旁閥出口溫度無(wú)法調(diào)節(jié)解決對(duì)策與預(yù)防措施

（1）解體檢查高旁減溫水噴嘴是否異物堵塞，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和清理異物，查明異物來(lái)源，然后按照檢修規(guī)程回裝。

（2）解體檢查噴嘴是否脫落，若脫落，及時(shí)找回脫落的噴嘴，查明脫落原因，必要時(shí)更換新的噴嘴。

（3）解體檢查高旁減溫水隔離門(mén)、調(diào)門(mén)密封面是否沖刷或者密封面有異物擠壓，若異物擠壓，查明異物來(lái)源，查看擠壓閥門(mén)處閥門(mén)密封線是否受損，否則進(jìn)行修復(fù)密封面后回裝。若因高旁減溫水隔離門(mén)、調(diào)門(mén)密封面沖刷，及時(shí)研磨修復(fù)密封面，然后紅丹粉試驗(yàn)密封線合格后回裝閥門(mén)。

（4）高旁減溫水調(diào)門(mén)調(diào)節(jié)精度差，不能細(xì)致調(diào)節(jié)，及時(shí)改造閥籠孔徑，通過(guò)改造閥門(mén)孔徑使減溫水流量在開(kāi)度一定的情況下降溫合格。

（5）解體檢查高壓旁路閥入口閥籠，若沖刷，及時(shí)修復(fù)閥籠或者更換新閥籠，若暫無(wú)備品或者無(wú)法修復(fù)，可暫時(shí)將較好的一面迎對(duì)進(jìn)汽面。

（6）若減溫水噴嘴入口管道焊縫開(kāi)裂，則對(duì)噴嘴焊縫進(jìn)行挖補(bǔ)焊接，確保減溫水管路嚴(yán)密無(wú)泄漏。

3.3 高旁閥噪音大、高頻振動(dòng)解決對(duì)策與預(yù)防措施

（1）每次機(jī)組C級(jí)及以上等以上等級(jí)檢修，及時(shí)解體檢查高壓旁路閥，利用內(nèi)窺鏡檢查高壓旁路閥出口閥籠是否存在異物，一級(jí)閥籠焊縫檢查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。

（2）高壓旁路閥開(kāi)啟期間確保蒸汽為飽和蒸汽，防止?jié)裾羝斐稍摳邏号月烽y出口一級(jí)閥籠沖刷。

（3）每次機(jī)組C級(jí)及以上等級(jí)檢修，解體檢修高壓旁路閥減溫水噴嘴，確保減溫水噴嘴完好，無(wú)堵塞，螺栓緊固無(wú)松動(dòng)，結(jié)合面密封墊完好。

4. 結(jié)語(yǔ)

基于高壓旁路閥在電力行業(yè)的廣泛使用，高壓旁路閥常見(jiàn)故障以及使用壽命直接影響著企業(yè)的安全、經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)。實(shí)踐證明，上述總結(jié)出的解決預(yù)防對(duì)策，大大提升了高壓旁路閥健康運(yùn)行水平，減少了設(shè)備維修工作量，真正做到了設(shè)備點(diǎn)檢定修、狀態(tài)檢修，節(jié)能降耗，為機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供可靠保障！