主蒸汽阀门泄露原因分析及整治

左海龙

（兰州西固热电有限责任公司730060）

摘要：针对西固热电公司主蒸汽阀门在运行中所遇到的问题，结合主蒸汽阀门漏泄的主要形式和特点，分析主蒸汽阀门泄露的原因。通过对中间法兰密封面以及盘根密封的改造，调节各部分间隙等。消除了主蒸汽阀门的漏泄隐患。

关键词：主蒸汽；阀门；漏泄；中间法兰；盘根；整治

一、概述：

公司主蒸汽系统是美国太平洋公司（CRANE）的电动阀门，阀门型号55409-7-WE平行阀座阀瓣，口径8英寸。工作压力13.8Mpa，工作温度555-565℃；近年来主蒸汽系统阀门的缺陷频繁发生。同类型阀门18台，经统计2013年到2015年故障检修达11次之多，自密封漏泄7次，盘根4次漏泄。泄漏时产生高分贝的噪音。对导致阀杆及阀门密封面的冲蚀，严重时导致阀门报废。泄漏携带大量的能量损失，能耗增加。处理漏泄必须要停机、炉强制措施。据统计检修一台阀门直接经济损失达到15万元。间接经济损失不可估量。

二、阀门漏泄的原因分析

2.1填料盘根漏泄的原因

填料装入填料函内，压紧螺栓的预紧挤压力，填料的产生塑性变形并与阀杆抱紧达到密封目的，操作过程中，阀杆产生轴向位移与填料之间相对运动，填料与阀杆之间的接触压力逐渐减弱，间隙增大，温度压力与流体介质特性的影响，高压介质就会沿着填料与阀杆的接触间隙向外渗漏。短时间内填料吹出填料室，泄漏扩大。填料室与填料压盖、阀杆与中法兰间隙、阀杆粗糙度、螺栓的预紧力不足等也会造成填料盘根漏泄。

2.1.1填料结构及材质导致填料盘根的漏泄

阀门采用的是国际先进的高压柔性石墨环与高品质精密纤维组合密封，填料室高度为80mm，实际添加填料高度为70mm，

高温高压阀门填料室高度公式：H=（6～9）S

其中：H—填料室高度，S—填料环宽度

计算结果填料室高度合理范围是90mm～135mm，填料室高度不够导致盘根漏泄。

2.1.2阀杆原因导致盘根漏泄

阀杆材料410SS马氏体不锈钢，通用型可热处理不锈钢，耐腐蚀，耐热，硬度可达42HRC。直径ф70mm，塑性变形量小。介质气流导致阀杆产生偏斜造成盘根漏泄。介质的腐蚀磨损导致阀杆粗糙度增大也会导致盘根漏泄。

2.1.3配合精度不足造成的漏泄

阀杆与各部件间隙精度影响密封效果。阀杆与填料压盖间隙为0.30mm，填料室与压盖间隙为0.35mm，阀杆与中法兰间隙0.25mm，不能满足密封的需要。

2.2中法兰自密封漏泄的原因

自密封是借助于介质的压力来达到密封，压力越高密封越好。当阀体内部受到介质压力作用时，这一压力与螺栓的预紧力方向相同，自密封垫受到更大的向上挤压力，而产生更牢靠的密封作用。

2.2.1自密封垫结构以及材质造成漏泄

自密封垫采用的是由高等级纯柔性石墨纸，剪切螺旋缠绕压制而成的环状密封垫，添加304不锈钢网。特点是柔韧性、润滑性能好，回弹系数高，良好的耐腐蚀性。但是发生泄漏，在较短时间内加剧。密封垫是采用坡型密封形式。介质发生波动时强度结构发生变化产生的漏泄。

2.2.2阀门结构形式不合理造成的漏泄

阀体密封面内径尺寸为ф293mm，高度为45mm，中法兰密封面外径尺寸为ф291.5mm，中法兰内径密封尺寸为ф274mm，高度为45，坡度为30°底部厚度为15mm，中法兰和阀体密封间隙差只有19mm，密封面内径尺寸差1.5mm，结构形式的不合理控制了密封垫的尺寸，导致密封垫的强度不能满足阀门密封的需要。

2.2.3中法兰拉升螺栓预紧力松懈造成的影响

2.2.4检修工艺及配合精度造成的漏泄

主蒸汽阀门结构复杂，各零部件的配合精度有相得益彰，不注意检修质量和配合精度就会造成隐患。

2.3漏泄原因分析总述

以上分析可以看出主蒸汽系统电动阀门漏泄原因有以下几点：

2.3.1盘根漏泄主要是由于填料室高度不足、阀杆粗糙度增大、受介质剧烈波动偏斜，各零件配合精度不足、检修工艺不良等原因造成的漏泄。

2.3.2中法兰自密封漏泄主要是由于自密封垫结构和材质、阀门结构形式不合理、中法兰拉升螺栓预紧力松懈、检修工艺及配合精度等原因造成的漏泄。

三．技改方案的制定：

主蒸汽系统电动阀门的漏泄严重影响了安全、经济生产，决定对此阀门进行改造，改造方案如下：

3.1针对盘根漏泄问题进行改造

3.1.1填料室高度改变密封效果，改造填料室高度为105mm。

3.1.2提高加工精度，保证阀杆粗糙度，Ra≤0.6

3.1.3提高各零件配合精度，粗糙度Ra≤1.0，阀杆与填料压盖间隙调整为0.20mm，填料压盖与填料室间隙调整为0.25mm，阀杆与中法兰加装汽封环进行调整，汽封环与阀杆间隙为0.15mm。

3.2中法兰自密封改造

3.2.1加宽密封面，增加密封强度，提高线性密封能力，改造后的中法兰密封面外径尺寸为ф260mm，高度为45，坡度为45°底部厚度为25mm.

3.2.2更换自密封垫材料及结构形式，材料选用为全镍基石墨坡型密封环。

3.2.3通过加装弹簧垫片、中法兰热提升后附加紧力改变拉升螺栓预紧力松懈的问题

3.3细化检修标准，提高检修质量。

四．改造后的评价及总结：

4.1主蒸汽阀门是主要设备，漏泄不但会影响机组的效率，而且会威胁设备和人身的安全，通过改造彻底解决了主蒸汽阀门的漏泄问题。

4.1.1针对主蒸汽阀门自密封、盘根漏泄特性探索原因，通过改造消除漏泄。并制定新的检修标准，对同类型阀门检修、改造有重要的参考价值。

4.1.2通过改造彻底消除了自密封、盘根的漏泄，保障安全、经济、稳定运行。

4.2经济效益分析：

4.2.1主蒸汽系统电动阀门的改造后的发电效益计算：按每度电0.2元计算，每年因漏泄设备检修时间为12天，机组少带负荷0.6万千瓦时计算：

每年增加发电效益值为：12×24×6000×0.2元=345600元

4.2.2每次启停锅炉约需要费用15万元，每年因阀门漏泄启停锅炉平均3台次。每年节约成本效益为：3×15000=45000元。

4.2.3每年因主蒸汽系统电动阀门漏泄设备检修时间为12天，按32元/吉焦计算，每小时对外供热25吉焦计算，每年对外少供热值为：12×24×32×25=230400元

4.3总结：主蒸汽系统电动阀门的改造完成后设备运行状况良好，达到了技术改造设计要求，消除了设备隐患，降低了运营成本，提高了机组经济性及企业的经济效益，为企业的节能增效做出了贡献。

参考文献：

[1]ISBN978-7阀门手册—使用与维修张汉林，张清双，胡远银北京化学工业出版社2012.10

[2]DL/T715-2000火力发电厂金属材料选用导侧北京中国标准出版社

[3]35-24电站阀门填料密封泄露的处理方法陶兴风（期刊论文）华东电力2003

作者简介：

左海龙（1972.8），男，汉族，陕西延安人，中国大唐技术能手，技师，发电厂检修专工，单位：兰州西固热电有限责任公司。研究方向：火力发电厂设备检修及维护.