淺析高壓加熱器聯成閥泄露及改造應用實踐

2013-07-22 李小龍 甘肅大唐蘭州西固熱電公司

  圍繞火力發電廠安全生產、節能降耗目標,以及高壓加熱器入口聯成閥泄漏淺析問題所在,提出了有效的改造方案,同時提高執行機構準確性,以保證高壓加熱器安全、經濟、穩定運行。

  伴隨著近年來一次能源供應的緊張趨勢,節能降耗成為火力發電的一個新目標。作為火力發電廠重要附屬設備的高壓加熱器是保證煤耗的重要環節。據估算,中小型汽輪機組的給水溫度每提高10℃,機組煤耗可下降1.13g/kWh。因此,提高高壓加熱器節能效率的關鍵點在于:一是解決高壓加熱器內部管束材質、傳熱方式、清潔度等對傳熱效果的影響;二是系統內聯成閥的嚴密性及聯成閥執行機構的準確性對設備高效運行的影響。

  蘭州西固熱電公司兩臺俄制165MW供熱機組的高壓加熱器聯成閥為水壓保護型結構。機組運行多年來出入口聯成閥泄漏較為嚴重,部分低溫給水“短路”通過出入口聯成閥直接與高壓加熱器出口水管連通,降低了給水溫度(15~18℃),使整個機組熱效率下降,煤耗增加,嚴重影響了設備的安全性和經濟性。

  本文將機組小修期間對高壓加熱器入口聯成閥進行改造過程中的認識和體會介紹給大家,以供討論。

1、高壓加熱器聯成閥及系統簡介

  高壓加熱器聯成閥也稱給水三通閥,靠活塞完成啟閉。當高壓加熱器發生故障時,迅速關閉通往高壓加熱器的水路,同時打開旁路,在保證鍋爐給水的同時,保證高壓加熱器殼側不滿水、不超壓,是高壓加熱器配備的自動保護裝置之一。聯成閥分為上閥座和下閥座,閥門開啟給水進入高壓加熱器時,閥芯與上閥座接觸密封,保證給水不走旁路;當閥門關閉,給水走旁路進入鍋爐時,閥芯與下閥座接觸密封,保證高壓加熱器能夠解列。高壓加熱器聯成閥如圖1所示。

  高壓加熱器系統原理如圖2所示。

高壓加熱器聯成閥

圖1 高壓加熱器聯成閥

高壓加熱器系統原理

2、高壓加熱器入口聯成閥泄露現狀及原因分析

  1)聯成閥解體后發現上下閥座、閥芯沖蝕較為嚴重,用于鼠籠和上閥座密封用的盤根松散,并有部分脫落,破壞了其密封作用。活塞部分解體后發現有不同程度的損傷、毛刺等,造成活塞不靈活、卡澀。

  2)由于高壓加熱器入口聯成閥的作用以及其運行方式的獨特性,要求上閥座必須通過閥蓋螺栓將鼠籠、盤根壓緊在上閥座上,上閥座在閥芯垂直位移接觸密封時,不發生任何變化。

  3)從閥門的結構來看,門蓋密封、鼠籠、盤根、上閥芯為關聯尺寸。其中又以盤根為主要因素。盤根圈數大于2圈造成門蓋密封困難容易發生外漏。盤根圈數少于2圈造成鼠籠與上閥座密封失效容易發生內漏。

  4)高壓加熱器入口聯成閥打開時,上閥座上下存在著壓強差。

  蘭州西固熱電公司給水母管壓力為:18.5~20.8MPa;

  高壓加熱器出口壓力為:18.9~21.2MPa;

  其壓強差約:0.45MPa;

  閥芯的面積為:3.14×(24.5/2)2≈471cm2;

  作用在閥座上下的壓差約為471×4.5/1000≈2.2t。

  這樣大的推力遠大于鼠籠施加給上閥座填料盤根的預緊力,造成上閥座的密封填料壓縮,上閥座上移。當停運高壓加熱器時,推力釋放,填料因自身彈性恢復而松弛,使用多次后填料變得松軟就會出現上述情況,即盤根圈數少于2圈造成鼠籠與上閥座密封失效易發生內漏現象[9]。

3、高壓加熱器入口聯成閥改造方案

  1)針對閥座沖蝕進行補焊處理。補焊前應做好打磨、清潔等工作;補焊時由下至上逐層疊加。補焊結束后進行必要的著色探傷,防止裂紋等焊接缺陷。然后用專用鏜床粗車閥座密封面后恢復至原尺寸。用研磨工具分別精研上閥座及門芯,并相互吃線合格。

  2)上閥座結構根據自密封閥門形式進行改造。將上閥座盤根改造為加設自密封墊子,并且在上閥座上部開具4×M16的底孔用于提升用途。在上閥座與鼠籠之間安裝自密封壓板的同時開具4×Φ17提升螺栓孔,這樣就形成倒掛式的自密封,閥門開啟時上閥芯與上閥座接觸并向上推移,自密封上移并起到密封作用。閥門關閉時由于提升螺栓作用上閥座不會下移,消除了因閥芯往復運動后填料泄露的可能,如圖3所示。同時將門蓋螺栓由原M42(35#鋼)材質提高至42CrMo,在安裝中先利用專用工具將上閥座上提,增大填料的預緊力,然后緊固好門蓋的拉緊螺栓,改善以前只用拉緊螺栓給填料環施加預緊力的情況。

  3)活塞頂部增開泄水管,保證活塞上升時上部水能及時排出。

4、效果檢查

  高壓加熱器入口聯成閥通過改造后,組裝投入運行的6個月內,該閥門沒有發生內漏及活塞卡塞現象,提高了給水溫度約18℃,并保持水溫穩定。

5、結束語

  通過本次高壓加熱器入口聯成閥的改造,各項運行技術指標都達到技術標準。不僅提高了設備運行的可靠性,并且降低了煤耗,創造了良好的經濟效益。同時為今后本公司改造高壓加熱器出口聯成閥提供了技術保障和經驗。