电厂阀门活动性能检测分析

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摘要：在机组正常运行时,以防止发生阀门卡涩、阀碟与阀座抱死现象及保证机组能够长期稳定可靠运行，需要在运行中定期对阀门活动性能进行检测，防止阀门卡涩或卡死。并能维持设备在长期运行过程中不出现阀碟和阀座抱死等故障，因此对阀门活动性的检测就尤为重要。本文主要简略分析了阀门活动性能检测的方法和防护措施。

关键词：阀门活动性能检测；卡涩；防护。

中图分类号：TS737文献标识码： A

1、机组在运行中卡涩问题分析：

1.1 情况（一）阀碟与阀座卡涩情况：

某热电厂有两台（型号）150MW抽汽供热机组，其配汽机构采用喷嘴式。主要结构为高压主汽阀和高压调节汽阀的阀体相连，由2个主汽阀和4个调节汽阀组成，4个调节阀共用两个阀壳，每个主汽阀与两个调节阀壳相连。其中机组右侧分别为3#、2#调节阀，左侧分别为4#、1#调节阀，机组是孤网运行。1#号机组在2010年机组刚开始投入生产运行，在运行过程中低压转动隔板就出现了卡涩现象，当时为了保证生产运行，隔板卡涩问题暂不做处理，整个负荷只能带到85%维持运行。由于机组长时间维持在85%负荷运行，在运行中除了4#调阀不调节不动外，其余1#、2#和3#调阀都参与调节动作。运行45天后，当生产运行负荷量加大，增大运行负荷，需要提高4#调阀的开度，发现4#调节阀卡死没有动作，最后必须停机对4#调节阀检查。将阀体、阀套、阀杆都拆下来，但阀碟无法拆除。依据经验，阀套与阀杆内杂质易卡死，但很少有经过阀碟与阀座粘死抱死的现象。通过现场分析：因阀碟与阀座结合处，积聚很厚的氧化垢，由于机组长时期在85%的负荷中运行，4#调节阀长期不参与调节动作，在阀壳内部空间蒸汽结垢最终造成4#调节阀阀碟卡死的主要原因，所以机组在运行中，为防止阀门卡涩，对阀门活动性的检测是必须的。

1.2 情况（二）门杆的机械卡涩：

某发电公司4台300 MW 汽轮机高压主汽门卡涩，根据分析可知，大部分都是由门杆的机械卡涩造成的。从时间上看，绝大部分的机组均是大修2年以后，从主汽门解体的情况来看( 图1为主汽门内部示意图，a 处间隙要求为0.35～0.48 mm，b处间隙要求为0.25～0.33 mm) ，门杆及门杆套、阀蝶及其外套( a 处间隙) 表面出现灰黑色(或灰白色) 氧化皮，门杆及门杆套处氧化皮厚度约为0.13 mm，阀蝶及其外套( a 处间隙) 处氧化皮厚度约为0.24 mm，阀蝶处表面最为严重，最厚可达1mm，形如鱼鳞状，局部有鼓泡和脱落现象，沿整个圆柱面不均匀分布，阀蝶及其外套(a处间隙) 由正常的0.35 ～0.48 mm 变为0，从而导致主汽门卡涩。

图1 主汽门内部示意图

通过上述情况看，氧化皮的产生主要与材质高温抗氧化性能及化学蒸汽品质有关。氧化皮的生成是金属在高温水汽中发生氧化的结果，氧化所消耗的氧主要来源于水汽本身的结合氧，在金属表面生成氧化皮。其化学方程式为3Fe + 4H2O = Fe3O4+ 4H2。金属的高温氧化是较普遍的，比较均匀的氧化皮相当于钝化层，可以提高金属的抗氧化能力。在机组停机、启动及负荷、温度和压力变化较大时，表面氧化皮( 钝化层) 与原金属的热膨胀系数存在差异，在金属发生较大的温度变化时，金属表面的氧化皮将会发生破裂，使氧化皮附着力下降，形成脱落，加速金属的氧化。另外，多次脱落的氧化皮在门杆和门杆套间隙内沉积一定程度后也会造成主汽门的卡涩。

2、阀门性能检测具体要求

要防止主汽门卡涩事故的发生，需采取以下措施:保证汽轮机的主汽阀、调节阀、再热主汽阀和再热调节阀正常工作；汽轮机在带荷情况下定期每周对主汽阀和再热主汽阀进行性能检测。以下给出了阀门性能检测的具体要求：

2.1 抗燃油滤油机24 h 运行，定期检查抗燃油油质，可以降低伺服阀的故障率。

2.2缩短高压主汽门的检修周期。在氧化皮的厚度还不足以造成主汽门卡涩时，抓住停机检修的机会，彻底清除主汽门相关部件上的氧化皮，确保主汽门不卡涩及机组安全运行。

2.3保证机组运行不超温，尽量减缓机组温度变化的速率。

2.4提高化学蒸汽品质，尽量减少高压加热器、低压加热器及除氧器等设备的停运腐蚀。

2.5检测期间，运行人员应时时观测阀门的工作情况，并对以下出现的情况，给出了相应的处理方法。

a.阀门的动作是否平滑和自由任何跳动或间歇动作表示：

1）高压主汽阀的门杆及阀蝶各间隙( 即a，b值) 尽量做到上限。2）

定期做主汽门的全行程活动试验，以利于及早发现主汽门是否已卡涩。3）

阀杆或轴弯曲。4）阀门中心。

b.找到并维修轴或阀杆沉垢的原因。

2.6 高压主汽阀和调节阀试验是在发电机功率或第一级压力投入的方式下。发电机功率的投入只调整调节阀的开度，不试验调节阀的流量，因此，在试验期间负荷保持不变。

2.7当进行试验时，调节阀必须在单阀控制方式下运行。如果采用顺序阀控制方式，则调节级叶片可能发生过载。

2.8为使汽轮机安全可靠地运行，建议仅在图2所表示的负荷范围内进行检测。在单阀控制方式下，试验的最低负荷只是为了避免汽轮机变为电动机运行的可能性。主蒸汽进汽阀试验时的负荷推荐值（33%最小进汽弧度）。

图2 单阀控制方式

2.9在任何一种控制方式下，假若试验是在高于推荐的最高负荷下进行，那么在试验中负荷将下降到相应于一个蒸汽室中的调节阀所能通过的最大流量的负荷水平。

3、结语

高压主汽门是防止汽轮机超速的最关键的保护装置，它能够在汽轮机组跳机或打闸停机时，迅速切断进汽，防止飞车。而高压主汽门卡涩是发电厂比较常见的问题，给机组的安全、稳定运行带来了重大隐患。通过对上述案例分析，发现汽轮机高压主汽门卡涩的原因，找出有效解决办法，实施效果良好。