哈汽600MW超临界机组主汽门阀盖泄漏治理

哈汽600MW超临界机组主汽门阀盖泄漏治理徐升【摘要】超临界机组主汽门阀盖发生蒸汽泄漏，威胁机组安全运行，本文利用三菱主汽门设计结构特点对高温泄漏蒸汽进行集中引流，消除蒸汽外漏，回收了工质,避免机组停运.同时对同类型水平安装的主汽阀泄漏的原因进行分析，提出了主汽门安装工艺的几项重点要求，为同类型机组主汽门阀盖漏汽问题的预防和处理提供借鉴.【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷)，期】2017(000)027【总页数】2页(P27-28)【关键词】主汽门;泄漏治理;引流;安装间隙;紧力【作者】徐升【作者单位】浙江大唐乌沙山发电有限责任公司，浙江宁波315722【正文语种】中文某电厂一期安装有哈尔滨汽轮机厂生产CLN600-24.2/566/566，超临界、一次中间再热、三缸、四排汽、凝汽式汽轮机组。高压主汽调节联合阀壳是一个整体合金钢锻件，机组装有两个高压主汽调节联合阀，分别位于高中压缸两侧，每个主汽调节联合阀包括一个水平安装的主汽阀和两个相同的垂直安装的调节阀。这些阀门的开度均由各自的油动机来控制，油动机由数字电液调节系统来控制。高压主汽阀新蒸汽从下部进入置于该机两侧两个固定支承的高压主汽调节联合阀，由每侧各两个调节阀流出，经过4根高压导汽管进入高压汽轮机。高压主汽阀周围布置有伺服调节用热工仪器以及机组胀差、轴瓦振动、温度等相关重要保护导线，一旦发生高温蒸汽泄漏，很容易导致机组因测点误报或设备损害的非停。某电厂机组大修后主汽门TV1、TV2保温超温严重，保温外壳玻璃丝布被烤成黑色，泄漏蒸汽沿保温棉泄漏至主汽门油动机伺服阀、汽门开关、LVDT等处，温度超温达100°C以上，威胁机组安全稳定运行，经现场检查确认为主汽门阀盖发生蒸汽泄漏，其中TV2的阀盖泄漏蒸汽已经将保温层吹开，现场声音较大，具体泄漏部位如图1、2所示。若不对主汽门漏气进行有效的治理，极有可能发生机组因热工测点故障或油动机高温导致的爆炸停机事件，前些年某电厂就因为油动机包在了保温棉内，导致油动机高温爆炸的非停事故。现场只能对重要元器件、油动机加装遮挡和增加风扇或轴流风机吹扫降低环境温度的临时措施。该机型主汽门密封面有两道密封，第一道是以金属石墨缠绕垫片为辅的〃软”密封，紧固压缩后为3.3mm;第二道是以阀盖和阀座间的零碰零金属硬密封，无压缩量。如下图3所示。导致主汽门阀盖泄漏的原因分析如下：2.1所使用的的金属缠绕垫片尺寸不合适，导致密封面宽度不够。金属缠绕垫片材质要求为inconle800合金+石墨，加强内外边点焊，尺寸按543*484*4.8执行。2.2垫片在安装过程中，因固定工艺不当，在垫片进位过程中遭到损坏，金属硬密封面也有杂质进入损坏密封面，各级检修、验收人员未及时发现，损坏的垫片安装后在高压蒸汽的作用下首先发生泄漏；2.3阀盖与阀体由16颗均布螺栓进行连接，在螺栓冷紧阶段，检修工人未严格按照检修工艺采用〃对角紧固”的顺序进行，造成阀盖对垫片的压缩量存在偏差，在高压蒸汽作用下产生泄漏；2.4该型号主汽门，需要冷紧和热紧两道工序，由于冷紧力矩不足或冷紧时结合面未紧固到位，且各级验收人员未对阀盖紧固间隙进行检查，直接进行下一道热紧工序，导致热紧螺栓未得到有效拉伸，在机组高负荷状态下导致蒸汽泄漏。2.5主汽门阀盖经过多年时间的运行，阀盖直径810mm，在多次的解体、冷却过程中，阀盖产生了微量变形，导致硬密封面变形，致使紧固不到位，机组运行时产生泄漏。为确保机组安全稳定运行，避免泄漏蒸汽产生危害，需要对蒸汽泄漏进行在线处理，主要考虑带压堵漏和在线引流两种方案。3.1主汽门进行带压堵漏首先在阀盖三个顶丝眼处安装上专用的注胶工具，带中心孔①10的M30*450螺纹长度50的螺杆，加注射阀，安装位置见图4;然后使用风镐对法兰间隙进行捻打，使其密封，防止密封剂跑出;同时对结合面泄气孔处的密封面采用填料捻打的方式，防止密封剂跑出;在上述步骤完成后开始对3处顶丝眼处注胶，在密封剂能够有效进入的情况下，避免局部泄漏;待注胶压力提升后，检查法兰结合面漏汽情况，注胶压力控制在50Mpa以内。由于法兰材质的韧性、塑性不好，会出现密封不牢固，强度达不到要求的情况，就必须使用焊接的方式密封。优先对阀盖法兰结合面进行焊接，阀盖材质:9Cr1MoVNbN，采用采用ENiCrFe-3的焊条，焊接电流在85-100A，焊接时焊线不可以搭在EH油管上，防止焊线漏电击穿油管，并且在油管上敷设防火棉，防止焊渣落在EH油管上造成泄漏。然后逐个对顶丝眼处的注射阀进行注胶，这样就可以完成堵漏工作。由于该方案需要对阀盖进行整圈带蒸汽焊接作业，焊接难度大，且易对运行机组的其他Moog阀及其卡件产生不可预测的结果，故考虑对阀盖泄漏蒸汽进行引流方案。3.2对阀盖泄漏蒸汽进行引流至凝汽器引流就是要将分散的泄漏集中到阀盖的顶丝孔处集中泄漏至凝汽器，需要将阀盖泄漏面用风镐捻死，阀盖处任一点处的泄漏均可通过密封面经硬密封外沿螺栓孔整圈2mm深的凹槽从阀盖的三个顶丝眼处漏出。考虑到有一处顶丝眼出口处为油动机LVDT连杆及伺服阀导线处，风险较大，故从另外两处将泄漏蒸汽引出连接至凝汽器。对现场及设计图纸勘察发现，主机门杆漏气至凝汽器管路在机组正常运行时为备用，且该段管路为12crmoV材质，能够满足高温蒸汽500°C左右的蒸汽流动。过渡前应做好如下准备:顶丝孔处引流螺柱M30*450，中心孔为①15，配套有一个M45的对接活接头（避免管路焊接）；引流管选用31.8*5.5的12crmoV材质的锅炉管;考虑到机组阀盖泄漏量较大，且为了减少施工现场风险，将阀盖2处顶丝眼处的漏气单独引处至门杆漏气至凝汽器管路;为保证管路过渡的顺利，在每路引流管上加装高压阀门。为保证机组、设备、人身的安全，引流时应先安装好顶丝孔处引流螺柱M30*450；布置好引流管路，连接好连接螺母，引流管上隔离门关闭;首先开启门杆漏气至凝汽器电动门，然后开启流管上隔离门;最后用风风镐对法兰间隙以及结合面泄气孔处的密封面捻打，防止蒸汽跑出;检查法兰结合面整圈无蒸汽漏出后，引流工作结束，恢复保温。4.1主汽门金属缠绕垫片严格验收垫片材质inconle800合金+石墨，加强内外边点焊，尺寸543*484*4.8;4.2加强对阀盖硬密封面以及阀盖形变的检测确认阀盖、阀座密封面以及硬密封面已清理出金属光泽，采用镜像砂纸打磨;测量阀盖、阀座整圈8个点的凹、凸槽深度，复核密封垫压缩量尺寸，并做好记录;检查汽门阀盖平行度，若发现阀盖不平，则安排进行外委加工，车削，精度0.02mm;主汽门阀盖材质为火:SFVAF28，合金钢锻件，国内材质为9Cr1MoVNbN，属高合金锻件，若阀盖出现吹损沟槽的情况，可采用镍基焊丝冷焊后补充加工的方式处理。4.3严格主汽门安装工艺金属缠绕垫片应提前用透明胶带纸固定在阀座凹槽内，且金属硬密封面均匀的涂以汽缸密封胶。在主汽门安装时，应检查金属缠绕垫片以及硬密封面无损伤，且在安装时无异物进入。主汽门螺栓紧固时，应左右、上下对角均匀紧固各条螺栓，且在螺栓紧固后用塞尺检查阀盖及阀座的结合面间隙，保持4周均匀，最后冷紧至结合面无缝（0.5mm）。按照主汽门螺栓热紧角度146°计算弧长，加大10%力矩。超临界机组主汽门阀盖泄漏，对机组危害较大，采用带压堵漏或漏气引流方法可在机组不停机情况下解决漏汽危害，避免机组停运。该厂采用引流方案将两侧主汽门的门盖漏气经4根引流管引至门杆漏气至凝汽器处，管路温度360OC,满足预先设计。结合本次主汽门泄漏情况，对哈汽超临界水平安装的主汽门产生泄漏的原因及后续处理提出了合理的建议。靳智平.电厂汽轮机原理及系统[M].北京:中国电力出版社，2006.于晓龙.超临界600MW机组用石墨缠绕式密封垫片结构优化分析.DL/T439-2006.火力发电厂高温紧固件技术导则.哈尔滨汽轮机厂CLN600-24.2/566/566型汽轮机安装说明书.汽轮机金属材料实用手册.编写组汽轮机金属材料实用手册哈尔滨汽轮机厂有限责任公司中央材料试验研究所，1996.徐升.600MW汽轮机导气管垫片泄漏原因分析及改进措施.【相关文献】靳智平.电厂汽轮机原理及系统[M].北京:中国电力出版社，2006.于晓龙.超临界600MW机组用石墨缠绕式密封垫片结构优化分析.DL/T439-2006.火力发电厂高温紧固件技术导则.哈尔滨汽轮机厂CLN600-24.2/566/566型汽轮机安装说明书.汽轮机金属材料实用手册.编写组汽轮机金属材料实用手册哈尔滨汽轮机厂有限责任公司中央材料试验研究所，1996.[6]徐升.600MW汽轮机导气管垫片泄漏原因分析及改进措施.Abstract:Thesteamleakageofthemainvalvevalvecoverofsupercriticalunit，threatenthesafeoperationoftheunit，usethemainvalvedesignstructuretodrainthesteam，eliminatethesteamoutleakage，andavoidtheunitshut