600MW机组高旁阀内漏事件的分析与措施

600MW机组高旁阀内漏事件的分析与措施

唐,毅

广东能源茂名热电厂有限公司，广东  茂名  525000

摘要：某电厂600MW超临界机组在停机后，高旁阀后温度持续升高，经解体检查发现高旁阀笼罩、阀芯和阀座密封面正对进汽方向的背面有明显吹蚀伤痕、阀座台阶崩塌的现象。通过历史数据和解体检查分析，判断为蒸汽携带水珠、焊渣、铁锈或异物，顺着阀体内壁至进汽口背面反弹形成涡流，再沿阀座台阶冲入阀笼、阀座至阀后管道，再加上近几年启停频繁，阀门长期运行后的累积损伤，最终导致泄漏。机组停运后，对高旁阀阀座与笼罩接触面进行细磨处理，同时制定高旁阀操作指引，有效保证了高旁阀的安全运行。

关键字：超临界机组；高旁阀；蒸汽带水；累积损伤；泄漏；整改措施

一、简介

某电厂600MW汽轮机为东方汽轮机厂引进日立技术生产制造的超临界压力、一次中间再热、冲动式、单轴、三缸四排汽、双背压、抽汽凝汽式汽轮机，型号为：CC600/523-24.2/4.2/1.0/566/566。机组旁路采用高压和低压两级串联的旁路系统，其中高压旁路容量为40%锅炉最大容量，高压旁路系统从汽机高压缸进口前的主蒸汽总管接出，经减温减压后接入再热蒸汽冷段总管上。

二、事件经过

2020年1月10日该机组停机前，高旁阀后温度与高压缸排汽温差仍在1摄氏度以内，停机瞬间高旁阀后温度小幅升高约3℃，基本在正常范围内。2020年2月21日开机后，高旁阀后温度与高压缸排汽温差升至10℃左右。2020年3月1日汽机打闸后，高旁后温度测点1、2数值由245℃/244℃升至369℃/358℃，说明有内漏。

三、原因分析

1、高旁阀运行历史数据

该机组高旁阀于2016年底机组B级检修期间改造为防冲刷结构的阀芯、阀座，改造后2017年1月22日机组首次启动，#7机组2017全年共启动6次，2018全年共启动6次，2019全年共启动5次。机组高旁阀运行参数较高、压差大，机组启动时投用时间长，锅炉放水存在盲区，尤其是试水压后，过热器联箱残余大量积水，造成蒸汽带水、汽液两相流对阀门内部冲刷。该机组高旁阀无泄漏运行时间达三年，对比其它电厂同类型机组的设备，其使用寿命相对较长。

2、解体检查情况

2020年3月5日解体高旁阀，发现笼罩、阀芯和阀座密封面正对进汽方向的背面有明显吹蚀伤痕、阀座台阶崩塌一段，阀芯、阀座密封面其余位置也有吹损，阀芯外表面也有损伤痕迹，如图1、2、3所示：

图1 阀座情况

图2 阀芯情况

图3 阀笼情况

3、内漏原因分析

1）阀门在开启状态时，阀芯阀座上有水蒸气冲刷，机组在启机过程中，有大量湿蒸汽冲刷在阀芯阀座上，由于蒸汽速度很快，当夹带部分水珠时，对阀门冲刷压力非常大，考虑到笼罩、阀芯和阀座密封面正对进汽方向的背面有明显吹蚀伤痕、阀座台阶崩塌的现象，阀门损坏的原因可能不是蒸汽直接迎面冲刷，而是蒸汽携带水珠、焊渣、铁锈或异物，顺着阀体内壁至进汽口背面反弹形成涡流，再沿阀座台阶冲入阀笼、阀座至阀后管道，经过机组多次启动，阀门长期运行后的累积损伤，最终导致泄漏。

2）阀门由于采用平衡式结构，发现阀笼装配时是往上抬起压紧密封圈的，运行时受汽压作用，阀笼对上部垫圈是越压越紧的，这样造成阀笼与下部阀座台阶之间存在间隙，造成阀门打开或关闭瞬间，蒸汽从阀笼与阀座台阶之间穿过，长期运行后对阀座及阀笼造成冲刷损伤。

3）鉴于阀芯、阀座单侧吹蚀严重、另一侧损伤较轻的情况，推断高旁阀阀芯、阀座可能存在偏装、二者中心不对正的情形，在运行中关闭阀门时造成单侧吹损。

四、整改措施

1、对阀座与笼罩接触面进行细磨处理，再对其接触面及阀门入口滤网进行彻底清理，以保证阀门入口清洁，防止系统运行时出现异物卡涩现象，阀线检查合格后，就位阀盖，螺栓紧固，保证螺栓的紧力。

2、机组启动时，高旁阀初始开度大于50%阀位，启动前段保持低压运行，蒸汽升压速度不宜过快，待蒸汽过热度达到50℃以上时，再关小高旁阀阀位，最小阀位不低于25%，退出运行时关闭阀门直接关至零位，期间不停留于小开度阀位。阀门关闭后，如果发现阀后温度异常，可快速小行程活动一下阀芯，让蒸汽把阀座、阀芯之间的异物冲掉。

3、锅炉试水压后尽量排放干净积水。锅炉长期停运后再启动及炉管更换作业后，应设法尽量排干净积水、铁锈、氧化皮、焊渣或异物，避免机组启动时对高旁阀造成冲刷。锅炉点火后，加强过热器至高压主汽门之间的主蒸汽管道疏水排放工作。

五、结束语

设备维护是一个细致而又长期的工作，高旁阀作为机组运行的重要设备，尤为重要。通过对高旁阀的检修处理，同时制定并严格执行机组启动过程中高旁阀的操作指引，有效保证了高旁阀的安全稳定运行。

参考文献

[1] Q/MZN 10605.01-2016，600MW机组集控运行规程主机部分。

[2] Q/MZN 10605.02-2016，600MW机组集控运行规程辅机部分。