李涛
（华电潍坊发电有限公司 山东潍坊 261201）
摘要：介绍了上汽670MW汽轮机组配套NBSE60型低旁阀的性能和存在的问题。论述了技术改型的必要性，经过原因分析，跟踪处理过程，提出技术方案，改造后的低旁阀能很好的满足实际需要，为解决相类似的问题提供借鉴。
关健词：低旁阀内漏 密封面改造 机组效率
引言
汽轮机组低压旁路主要是对再热蒸汽管系的安全保护功能，当再热蒸汽压力超过再热器压力正偏差的设定值时，低旁迅速开启向凝汽器泄流降压。当压力恢复至正常值后低旁将自动关闭。同时低压旁路装置具有凝汽器保护的功能，当机组在启动或运行中发生凝汽器真空下降到设定值、凝汽器温度高于设定值、低旁出口压力或温度高于设定值、低旁减温水的压力低于设定值和锅炉MFT动作的情况时，低旁能在3秒内自动快速关闭，所以低旁阀起到了至关重要的作用。
1 机组概况
华电潍坊发电有限公司二期工程670MW中间再热机组低压旁路为两级串联旁路系统，低压旁路由两条容量相同的蒸汽管路及阀门组成。即由锅炉来的新蒸汽经高压旁路减温减压后进入锅炉再热器冷段，被加热的再热蒸汽经低压旁路减温减压后进入凝汽器。其中高压旁路系统容量为锅炉额定蒸发量的35%，主要为保护再热器和机组启动时暖管、暖机提供汽源；低压旁路容量为额定容量40%，它将再热蒸汽引入凝汽器，可进行再热蒸汽暖管和回收工质。
2 低压旁路的设计参数
入口蒸汽压力/入口管道设计压力：4.42MPa/5.32MPa
出口蒸汽压力/出口管道设计压力：0.59 MPa /1.6MPa
入口蒸汽温度/入口管道设计温度：569℃/574℃
出口蒸汽温度/出口管道设计温度：158℃/250℃
出口蒸汽流量：2×569.91t/h 减温水流量： 2×135.36t/h
2.1 在装NBSE60型设备规范
3 NBSE60型低旁阀存在问题
二期机组投产以来，低压旁路系统一直存在着阀门内漏，系统隔离不严的缺陷。低旁减压阀、减温水调门、隔离门多次检修，阀门修后时间不长再次出现泄漏，影响机组的安全、经济运行。
机组运行时，低旁减温水调门开度为5-7%，减温水量为15T/H，如不投运减温水则低旁阀温度超过150℃，影响凝汽器排气温度、真空及水位。
4 原因分析
通过历次对低旁阀检修发现，低旁阀密封面冲刷是造成低旁阀泄漏的主要原因，低旁阀密封面吹损的面积不大，但吹损痕迹分布均匀，密封面全部存在吹损。历经多次维修而无法根除，不仅增加检修人员的劳动强度，也极大损害了机组的经济性。
低旁阀密封面吹损情况
通过观察每次阀芯阀座的损坏情况，经过长时间的分析研究，阀芯开启或关闭时在压力的作用下形成汽蚀，通过阀笼流量孔作用在阀芯阀座密封面上，形成非常有规律的圆点状损伤。
通过现象分析缺陷造成的原因如下：
4.1、阀门的关闭力矩不足，造成阀门关闭不严密，引起密封面吹损。
4.2、蒸汽品质差，蒸汽内部含有小颗粒，阀门关闭时，杂质卡在密封面上，造成密封面吹损。
4.3、阀门密封结构不合理，不能有效的避免蒸汽吹损。
4.4、阀座变形，阀芯与阀座结合不严密。
4.5、阀杆与阀芯不同心，阀门关闭时造成阀芯与阀座关闭不严密。
4.6、设备检修质量不高，密封面未严密接触。
5 处理措施
5.1、增加阀门关闭力矩，执行机构由气动装置改进为液压装置。原气动执行机构存在以下缺点：
5.1.1、气动执行机构体积大、重量大，单个气动执行机构重约172Kg，给设备检修带来诸多不便。
5.1.2、气动执行机构稳定性较差，位置控制和速度控制精确度不高。气动执行机构由于气体容易被压缩，传动特性受负载影响大，另外质量大，惯性也大，反应不够灵敏。
5.1.3、压力级不够，输出力矩不稳定。
5.2、改进后液压执行机构的优点：
5.2.1、体积小、重量轻，因此惯性力较小，当突然过载或停机时，不会发生大的冲击。
5.2.2、低旁阀开启、关闭迅速，运动平稳可以快速而无冲击地变速。
5.2.3.、设备的使用寿命长。由于系统充满油液，对液压元件有自润滑和冷却作用，使之不易磨损，从而延长寿命，这也是优于气动执行机构的地方。
5.2.4、采用单侧出杆油缸，阀门关闭限位在阀座上，开启限位在油缸上。
5.2.5、执行机构改造后，DCS系统中的旁路控制逻辑保持不变，油动机接收DCS送来的4-20mA信号，并反馈4-20mA的阀位信号。低压旁路阀由高压抗燃油双侧油动机驱动，油动机活塞杆直接与门杆相连。在全开位置，液压力作用在油缸上，在全关位置，液压力作用在阀门上，使阀门保持关闭状态。油动机上装有伺服阀，接收控制系统信号，来控制阀门的开启和关闭。油动机上装有闭锁阀，当闭锁阀处于闭锁状态时，切断伺服阀到油缸的油路，可以在线更换伺服阀。闭锁阀由闭锁电磁阀控制，断电闭锁，在旁路控制箱上有操作按钮。当控制系统电源丢失时，闭锁阀闭锁，阀门保位。低压旁路阀液压控制系统在靠近油动机安装两只蓄能器（40L）蓄能器供油，当EH系统油压失去时，压力油管路上的单向阀隔离旁路系统和EH系统，旁路系统在蓄能器内油压的作用下，能关闭所有旁路阀门。
5.3、改造阀门密封面结构，减少阀门密封面吹损。
5.3.1、加装预起阀：由于低旁阀为上进汽结构，如果下面密封面保持完全密封，气流只能通过密封环向上部流动，如果密封环处泄漏则直接从4个均流孔处直接向下泄漏。现在加上预起阀的目的是增加一道密封，即便从密封环向上泄漏，预起阀关闭后4个均流孔也随之关闭，达到完全密封。如果打开阀门，预起阀先打开均流孔也一并打开，上下压力均衡后可以自由开关阀门。原本阀杆与阀芯是固定连接没有同心补偿及均流作用，改造为带有预起阀的活动连接，这样即使软密封有蒸汽漏过来也可以起到密封作用不能向下泄露，此方案是通过改造该阀门内部密封形式，将密封等级升级为多级密封。
改造后密封面
6 处理效果
在潍坊公司#4机组低旁阀检修中使用上述的处理措施，机组启动后低旁阀阀后温度将至30℃，减温水停用，提高了机组的效率，确保了设备的安全。
汽轮机的旁路运行状态影响机组的安全稳定，因此本次低旁阀的处理过程对同类型问题的处理有着很好的借鉴意义。
参考文献：
[1]王新军，李亮，宋立明.汽轮机原理[M].西安交通大学出版社，2014.
[2]陆培文.阀门选用手册[M].机械工业出版社，2009.
[3]郑体宽.热力发电厂[M].北京：中国水利水电出版社.2001.
论文作者:李涛
论文发表刊物:《河南电力》2018年10期
论文发表时间:2018/11/16
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