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超臨界鍋爐爐水泵出口調節閥泄漏分析及處理

超臨界鍋爐爐水泵出口調節閥泄漏分析及處理

2011/5/14 17:38:00

                              華潤電力(常熟)有限公司3×600MW機組采用哈爾濱鍋爐廠有限責任公司引進三井巴布科克能源公司(MitsuiBabcockEnergyLimited)技術生產的超臨界參數變壓運行本生直流鍋爐,鍋爐型號為HG1952/25。4-YM1型。
                                 
                              該鍋爐的啟動系統為帶內置式汽水分離器和循環泵的啟動系統,其作用是在水冷壁中建立足夠高的質量流量,實現點火前循環清洗、保護蒸發受熱面、保持水動力穩定、回收熱量、減少工質損失等。當鍋爐負荷小于35%BMCR直流負荷時,經過加熱的汽水混合工質通過內置式分離器產生離心分離,分離出來的水進入貯水箱,經連接在貯水箱底部的爐水循環泵,輸送至鍋爐省煤器入口,形成爐水復合循環。當鍋爐在35%BMCR負荷以上運行時,分離器呈干態運行。正常運行期間,分離器和爐水泵系統均承受鍋爐超臨界運行壓力(26.8MPa以上)。
                                  1 調節閥密封結構特點簡介
                                 
                              本爐型中爐水循環泵出口處采用的調節閥為美國FLOWSERVE公司生產的Valtek大口徑氣動調節閥(14"/CL2500。/Cv1200),主要起到貯水箱液位調節作用。該閥使用CavControl控制氣蝕式閥芯閥籠組件,主要由閥塞、閥籠和閥座(圈)三部分組成。閥座圈通過閥籠被壓緊在閥座體,閥芯與閥桿組成一體在閥籠內上下移動起到調節作用。運行調節時工質從閥籠外側流入,通過閥籠壁孔向閥籠中央匯集后經閥座圈流出。
                                 
                              對于現代高參數火電機組的閥門除了滿足使用功能外,其密封的嚴密性被越來越重視,因為即使微量的泄漏也會引起密封面的損傷,所以要求密封必須嚴密可靠。本Valtek大口徑CavControl調節閥主要存在三處密封結構:閥桿填料密封、閥蓋與閥體之間的平面纏繞墊密封、閥座圈與閥座之間的平面纏繞墊密封。
                                  2 閥門產生(外)泄漏原因分析(1)
                              高溫高壓汽水閥門的泄漏(不管是內漏還是外漏)都會不同程度地導致閥門性能的下降,嚴重情況下還會造成閥門零部件的損壞。但由于通常情況下Valtek的CavControl閥門在本系統中主要用于流量調節作用,系統隔絕作用一般是由其他閥門來完成的,所以該調節門外部的泄漏(閥桿填料、閥蓋與閥體結合面兩處密封失效導致外漏)倒是現場關注的重點。主要涉及現場的文明生產等問題,嚴重時會被迫停運鍋爐機組,造成極大的經濟損失。
                                  2.1 閥桿填料的密封結構及泄漏原因分析
                                 
                              閥桿與閥蓋之間的動靜密封一般都采用填料密封:填料裝入填料函內,填料與軸、填料與填料函內壁接觸面之間有一個環狀微小間隙。這個間隙的大小是關系到介質泄漏量的主要因素。填料在填料函內,由于壓緊力的作用而變形,從而填充環狀間隙,阻止介質泄漏。在預緊力傳遞下,由沿程阻力所致,使每個填料圈受擠壓后產生大小不等、方向相同的徑向壓力,外側大內側小。所以在填料函長度較長時,一般在中間部分加裝一端間隔套,使密封預緊力能直接傳遞到底部密封組上(見圖1)。填料密封屬于動—靜密封形式,其作用是防止工質外漏。

                                

  
                              本調節閥的閥桿填料密封結構也采用同樣的結構:上下兩組密封填料,中間有一長間隔套(見圖2)。上填料組為混合安裝的5道密封圈,兩端為編織式石墨密封圈,中間為3道純石墨環密封圈。下填料組采用2道編織式密封圈。在每組填料的兩端各有一片填料支承墊片(防伸出環),可防止填料被擠壓后卡進間隔套與閥桿之間的空隙中。

 

                                 


                              與一般國產閥門有所不同是該閥門的填料壓蓋與壓蓋法蘭為分體組合式結構。這種結構有2個作用:(1)壓蓋法蘭與填料壓蓋接觸部分為球面,在壓緊壓蓋法蘭時,壓力通過球面的過渡傳遞至填料壓蓋,使填料壓蓋在一定的范圍內保持垂直向下運動,從而與填料能夠全面接觸。(2)填料壓蓋一般采用銅質材料,內徑與閥桿保持較小的間隙,還兼作閥桿上導向套之用。
                                 
                              在保證閥桿、填料函等部件沒有缺陷、所用填料符合工況要求等前提下,有2個主要原因造成閥桿填料密封失效:一是運行多次過分熱緊,將填料組中間的純石墨密封環壓碎,在閥桿操作過程中,石墨碎屑被帶出流失,造成密封壓力減少;二是填料組兩端的支撐墊片被遺忘安裝(或遺失),填料在壁厚較薄的填料間隔套的擠壓下,變形后被擠進閥桿與填料間隔套之間的空隙中,無法再通過預緊的方法增加(或恢復)其密封壓力,進一步導致該處密封的失效。
                                  2.2 閥蓋與閥體之間的密封結構及泄漏原因分析
                                 
                              該閥門的閥蓋與閥體沒有采用目前高溫高壓汽水閥門常見的自密封結構,而是仍采用舊式的中<

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