淺析高壓加熱器聯(lián)成閥泄露及改造應用實踐
圍繞火力發(fā)電廠安全生產、節(jié)能降耗目標,以及高壓加熱器入口聯(lián)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(zhí)行機構準確性,以保證高壓加熱器安全、經濟、穩(wěn)定運行。
伴隨著近年來一次能源供應的緊張趨勢,節(jié)能降耗成為火力發(fā)電的一個新目標。作為火力發(fā)電廠重要附屬設備的高壓加熱器是保證煤耗的重要環(huán)節(jié)。據(jù)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(jié)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(tǒng)內聯(lián)成閥的嚴密性及聯(lián)成閥執(zhí)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(lián)成閥為水壓保護型結構。機組運行多年來出入口聯(lián)成閥泄漏較為嚴重,部分低溫給水“短路”通過出入口聯(lián)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(lián)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(lián)成閥及系統(tǒng)簡介
高壓加熱器聯(lián)成閥也稱給水三通閥,靠活塞完成啟閉。當高壓加熱器發(fā)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(lián)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(lián)成閥如圖1所示。
高壓加熱器系統(tǒng)原理如圖2所示。
圖1 高壓加熱器聯(lián)成閥
2、高壓加熱器入口聯(lián)成閥泄露現(xiàn)狀及原因分析
1)聯(lián)成閥解體后發(fā)現(xiàn)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;钊糠纸怏w后發(fā)現(xiàn)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(lián)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(fā)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(lián)尺寸。其中又以盤根為主要因素。盤根圈數(shù)大于2圈造成門蓋密封困難容易發(fā)生外漏。盤根圈數(shù)少于2圈造成鼠籠與上閥座密封失效容易發(fā)生內漏。
4)高壓加熱器入口聯(lián)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(xiàn)上述情況,即盤根圈數(shù)少于2圈造成鼠籠與上閥座密封失效易發(fā)生內漏現(xiàn)象[9]。
3、高壓加熱器入口聯(lián)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(jù)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(huán)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(lián)成閥通過改造后,組裝投入運行的6個月內,該閥門沒有發(fā)生內漏及活塞卡塞現(xiàn)象,提高了給水溫度約18℃,并保持水溫穩(wěn)定。
5、結束語
通過本次高壓加熱器入口聯(lián)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(chuàng)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(lián)成閥提供了技術保障和經驗。