高压双减减温水泄漏攻关研究

高压双减减温水泄漏攻关研究

马伯乐1,王天琦1,侯霁乘2

（1.中国石油吉林石化公司动力二厂 2.中国石油吉林石化公司化肥厂）

课题研究背景

动力二厂一期汽机装置于1996年建设投产，有高温高压双减两台。1#2#减温减压器型号：WY20-9.91/540，设计入口压力：9.91MPa，设计温度540℃，出口压力1.0MPa，出口温度：210℃，由江苏火电电力设备有限公司生产，至今，两台设备已运行26年，设备运行过程中经常出现故障。

1  装置运行中出现的主要问题

1.1  减温减压器内件损坏

内套筒喷管冲刷减薄，已经多次补焊，存在冲刷泄漏风险，目前监视维持运行；

1.2  蒸汽减压阀外漏频繁

两台减压调节阀上下部端盖为法兰连接，由于减温减压器工况变化大，温度在210-540℃变化频繁，尤其是备用状态下，阀体密封面经常出现泄漏，威胁到安全生产，建议更新为自密封结构，消除泄漏；

1.3  减温水管路泄漏频繁

该双减的减温水引自锅炉给水，给水压力约15MPa，经过节流孔板和调节阀组减压后，供双减使用。该节流孔板和调节阀密封结构不合理，全部采用多级串联平面法兰结构，经常被冲刷泄漏，工厂多次采取更新垫片类型、采用预紧装置等措施，仍然无法彻底消除该隐患，工厂计划采用2.0MPa减温水替代15MPa的锅炉给水，彻底消除减温水泄漏问题。

1.4  调节阀执行器故障频繁

该执行器为电动调节机构，现场环境温度较高，故障率高，经常不备用，影响设备正常投用，建议更新为气动调节，降低阀门故障率。

2  采取的整改措施

为了彻底解决以上问题，工厂建议更换两套电动调节减温减压装置，降低减温水压力，彻底消除泄漏安全隐患，保证装置安稳运行。同时对更换的新型装置的主要部件提出以下要求：

2.1  蒸汽减压调节阀

（1）蒸汽减压阀是采用控制阀体内的启闭件的开度来调节介质的流量，将介质的压力降低，同时借助阀后压力的作用调节启闭件的开度，使阀后压力保持在一定范围内，在进口压力不断变化的情况下，保持出口压力在设定的范围内，保护其后的生活生产器具。

（2）阀芯采用套筒（笼式）预启式结构。当阀门开启时，预启阀先动作，阀芯由非平衡式变为平衡式，开启省力；阀门关闭时，阀芯从平衡式转为非平衡式，保证关闭严密，这种结构的泄漏等级可以达到V级以上（零泄漏）。就是说：减压阀关闭时可以达到零泄漏。

（3）阀门采用完全拆装式结构，阀腔内件均可以从内部取出，维护保养便捷。阀杆与阀瓣为整体柱塞式平衡结构，操作力矩小，调节灵敏精度高。阀杆采用合金刚材质，表面氮化处理或渗碳，提高硬度，耐腐蚀。密封面采用锥面密封，阀瓣、阀座密封面用钴铬钨硬质合金堆焊而成，密封面硬度高、耐摩擦、耐高温、耐腐蚀、抗擦伤。

2.2  减温水调节阀

减温水调节阀正常应该采用卡斯克德结构，但因减温水源压力不高，所以此次采用笼式套筒结构。

（1）调节阀采用笼罩式结构，也需要多级节流控制压降，这样可以从根本上防止堵塞、卡涩及闪蒸现象发生，能够有效地避免振动及气蚀现象的发生，保证阀门能在不同的工况下平稳地控制流体相变，进而防止造成气蚀和冲刷。

（2）阀杆材料采用不低于X35CrMo17（DIN)的耐热高铬钢，要求既有较高的硬度，能够耐冲刷，又要有一定的柔韧性，防止密封面的机械破损，同时也要有较高的电位，防止与石墨填料产生电化学反应，从而导致漏流。

（3）笼式阀座材质X22CrMoV121及以上，密封面材质硬度：HRC37以上；阀套采用Cr、Mo钢，并进行不少于两次渗氮处理，提高表面硬度，防止闪蒸、气蚀造成冲刷漏流。

（4）阀口堆焊司太立合金，提高密封面硬度，防止冲刷。

（5）调节阀需要采用抗磨损直线单元，保证长期稳定运行。

（6）阀杆处应采用耐高温件进行动、静密封，确保阀门密封性能。

（7）阀体出、入口采用超宽流道设计，并采取抗气蚀措施，防止阀体冲损。

（8）配套执行机构为德国西博思SIPOS7电动执行机构。

2.3  喷嘴

采用雾化喷嘴，是当今国际上最先进的减温水喷水雾化元件，可以提供极细致的雾化喷水效果（水雾颗粒直径为140微米左右）。不但可以使整个混合管道内的蒸汽都与减温水均匀混合，而且在不需要喷水时，前后压差小于1.5kg，喷嘴内置弹簧可直接关闭喷嘴，可以完全避免减温水滴流，有效防止低温水流进入蒸汽管道而造成管道炸裂，保障延长蒸汽管道的使用寿命。喷嘴组件采用插入式安装，在减温水阀前配置了一台过滤器，可以避免喷嘴被杂质堵塞。

蒸汽压力由9MPa降压到1.275MPa,压差非常大，故蒸汽减压阀采用TY系列预启阀结构:阀内二级套筒降压阀芯加上两层孔板降压，共四级降压来实现平稳减压，防止低于相变压力产生闪蒸，此种结构有利于降压和减小噪音。

3  实施过程及预计效果

3.1  提出改造方案，进行可行性论证

根据现场实际情况，提出设备改造构想，查找相关资料，借助外部技术力量，拟定实施方案， 同时开会商讨推演论证。方案敲定后，上报设备改造计划及备件采购计划。

3.2  拆除设备本体

车间计划在2024年大检修装置停车过程中，对现有的两台高压减温减压装置进行更换，提前停用该装置，切割两侧管道，对装置实施拆除，将拆除的阀门和管道部件进行吊装倒运。

3.3  新设备安装

    对两侧断口的管道进行打坡口处理，提前按照焊接方案进行预处理，焊接安装新购置的入口切断阀门以及主体设备管道，全部焊接安装完成后需要对焊口进行100%检测，合格后方可进行装置设备的开关调试。

3.4  外部管线的安装

本体设备安装完成后，将外部管线进行接引，例如：减压阀前后疏水，安全阀排汽管线，减温水管线等。试压合格后进行保温处理，因为该装置运行过程中汽水端均为热态，所以全部管线进行保温。

4  预计实施效果

设备改造后，杜绝了原有的阀门泄漏问题，加强了现场操控的精准度，降低减温水压力，节约了能源，提高了装置安全运行的稳定性，更新了新技术、新设备，同时，减少了噪音的排放，间接的保护了员工。

参考文献：

[1] 电站减温阀技术条件.（GB 10868）

[2] 电站阀门制造技术条件.（JB 35958）

[3] 钢制压力容器焊接规程.（JB 4709）

[4] 电站金属实用焊接技术. 中国电力出版社，2011.

作者简介：

1、马伯乐，男，1984年9月，单位：吉林石化公司动力二厂，高级工程师，工作岗位：设备管理

2、王天琦，男，1985年6月，单位：吉林石化公司动力二厂，工程师，工作岗位：设备管理。

3、侯霁乘，男，1997年3月，单位：吉林石化公司化肥厂，助理工程师，工作岗位：设备管理。