大型火力发电厂热力系统阀门内漏原因分析及综合治理
刘建伟
摘 要：现代大型火力发电厂热力系统使用的阀门均为高温高压阀门，如何控制阀门内漏已经成为火力发电厂日常技术管理的重要内容，本文对热力系统阀门内漏的原因进行了分析，提出了热力系统阀门内漏治理的相关方案。
关键词：内漏;阀门;疏水;经济性
Abstract：The valves used in the thermal systems of modern large-scale thermal power plants are high-temperature and high-pressure valves.How to control the internal leakage of valves has become an important part of the daily technical management of thermal power plants.This paper analyzes the causes of internal leakage of thermal system valves and proposes a thermal system.Related solutions for valve leakage management.
Key words：Internal Leakage;Valves;hydrophobic;Economy
1 概述
火力發电厂中，阀门在热力系统中起着重要的、不可替代的作用。根据阀门类型、安装的系统和位置等，主要起到截止、调节、止逆、安全的作用，另外还可以起到稳压、排污、减压、回流（如最小流量阀）和转向（如给水三通阀）等作用。在火力发电厂节能管理工作中，阀门内漏是一项重要而长期的工作，阀门的安全、可靠、经济运行，是发电厂安全、经济运行的前提条件，阀门内漏管理工作的好坏，直接决定着机组运行经济性和节能降耗水平。在生产实践中，热力系统的疏放水系统阀门、对空排气的安全阀、锅炉吹灰器的进汽阀等这三类阀门内漏现象最为常见，对安全性和经济性的影响也最大，本文主要以这三类阀门的内漏治理为对象进行研究和实施。
2 阀门内漏的影响
（1）对安全性的影响：阀门内漏将使运行中的设备无法彻底隔离，设备检修时安全措施无法隔离到位，不仅严重威胁检修人员的人身安全，而且导致必要的检修工作无法进行，设备可靠性下降。长期阀门内漏会导致阀后管道冲蚀减薄，管道承压能力下降，引发爆管风险，给设备和人身安全造成极大隐患。吹灰器进汽阀内漏会导致锅炉受热面局部吹损、材质恶化，存在引起受热面泄漏的隐患。
（2）对经济性的影响：热力系统阀门长期内漏会引起汽水损失，高温、高压工质未经利用，直接排入凝汽器，导致凝汽器热负荷增加，机组真空下降，汽轮机效率明显降低。设备消缺时，因阀门内漏，安措无法到位而无法退出，或退出后无法检修，导致机组运行经济性下降。同时内漏阀门数量的增加，将增加阀门修复、研磨和更换费用。
（3）对社会形象的影响：阀门内漏造成部分汽、水等介质直接排向周围环境，作为一个企业特别是国有企业在追求经济利益的同时，还肩负着对社会的责任，阀门内漏将使部分高温高压的汽、水直接排入大气中，对周围环境造成热污染。脱硫、除灰、输煤、化学系统的阀门内漏将可能造成酸液、碱液、浆液、废水、废气外泄，对周围环境造成污染，产生不良的社会影响。
3 原因分析
根据对生产现场阀门内漏原因的综合统计分析，认为阀门内漏的主要原因有以下几条：
（1）阀门本身质量原因：这里面既有因技术人员知识技能不足造成阀门压力温度等级选用错误的原因，也有阀门生产厂家制造工艺不良的原因。尤其是个别国产阀门的严密性经受不了机组高负荷压力的考验，出现低负荷不漏、高负荷漏的现象。
（2）阀门操作不当：细分为手动阀门关闭时操作不到位、一二次门开关顺序不合理、截止阀长期小开度运行等原因。
（3）阀门定位原因：细分为阀门定位位置不合理，造成电动或气动执行机构关闭不到位、力矩设置不够造成定位不到位。
（4）阀门检修工艺不良：主要表现为解体检修的阀门因研磨、回装质量不良造成二次泄漏;安全阀因整定校验压力与实际运行压力偏差较大引起内漏。
（5）密封面杂质引起关闭不到位：主要有介质内部产生的氧化皮等杂质或检修后遗留在系统内的铁屑杂质，阀门关闭时加在密封中之间，会挤伤密封面，造成关闭不严。
（6）对阀门内漏检查监督不到位：没有定期检查、缺少必要监测手段，未能在初期及时处理，造成阀门损伤。
针对上述阀门内漏的原因排查分析，其中操作不当的原因占25%、检修与定位不良原因占30%、监测检查不到位占35%，其他原因占10%，初步确定为阀门操作不当、检修与定位工艺不良、监测检查不到位这三大方面原因为阀门内漏的主要原因，其治理方案也据此针对性的实施开展。
4 综合治理方案
根据以上对火力发电厂热力系统阀门内漏的原因分析，结合各阀门用途、结构形式、使用工况等的不同，特提出针对性的综合治理方案进行实施。
4.1 阀门操作优化改进
（1）电动门、气动门关行程最好为0，现在一般阀门是通过力矩来确定关位的，建议用行程关断方式，按照设备厂家技术提供相应支持和指导，一定要整定行程，确保阀门可以关严，防止密封面被冲刷。
（2）对于关断性阀门，原则上只能处于全开全关状态，禁止关断类阀门在运行期间处理半开半管状态，尤其是利用疏水门进行小流量排污防水、截止阀充当调阀调节系统流量，防止阀芯吹损导致阀门内漏。
（3）疏放水系统阀门有一二次门的，规范操作顺序，开启阀门时先开一次门，再开二次门，使二次门处于节流状态;关闭阀门时先关二次门，再关一次门，用于保护一次门免受冲刷。
（4）手动操作不同类型的阀门时要选择对应型号的阀门扳手，避免用大阀门扳手操作小阀门导致阀门损坏、用小阀门扳手操作大阀门导致阀门开关不到位。
（5）隔离阀尽可能避免在小开度长时间运行。在手动关闭阀门时必须关严，这样可以避免阀门被冲刷。
4.2 检修与定位工艺优化改进
（1）阀门解体检修时做好密封面质量验收，阀芯和阀座验收时不仅检查表面光洁度、同时进行阀门密封线检查。
（2）定位时定位准确到位，机务和热控人员做好沟通，调整时合适的阀门执行机构力矩，保证电动或气动能够关闭到位。
（3）结合锅炉水压试验做好疏放水系统阀门的打压试验工作，检查检修质量。
（4）对于疏放水系统和放空气系统的截止阀，要结合机组启动开机，做好热紧工作，在点火启动初期和带负荷阶段分别热紧，做到早发现早处理。
（5）阀门初始内漏阶段及时采取措施，避免扩大，例如能够隔离的燃油雾化蒸汽系统阀门、暖风器系统阀门、吹灰器进气阀及时隔离检修;内有杂质情况的截止阀，开启冲洗后再关闭。
（6）对热力系统阀门状况进行全面排查，形成阀门内漏检查报告，制定针对性的治理方案。例如轻微内漏的中低压阀门、吹灰器进汽阀进行研磨，严重内漏的中低压阀门进行更换;安全阀和疏放水阀门利用停机检修机会进行解体研磨。
4.3 监测与检查方式优化改进
（1）对锅炉所有疏放水系统阀门加装在线温度监测装置，引入DCS系统，这样，疏水门内漏情况就一目了然，不仅为检修提供了依据，而且使疏水阀门泄漏状况公开化，便于各级技术人员对疏水阀门的泄漏情况进行监督管理。
（2）将阀门内漏检查列入定期工作，每月对疏放水、安全阀、蒸汽阀进行检查，发现内漏情况时列入检修计划。
（3）改进吹灰器蒸汽阀的内漏检查方式，由测温检查改为拆开堵头投入蒸汽直观观察。
（4）利用测温枪、红外成像仪、听针等手段，多钟手段检测阀门内漏程度。
5 方案实施情况
2019年公司共治理阀门内漏20台，其中#1机组14台，#2机组6台。截至目前两台机组热力系统阀门均达到零泄漏，治理效果显著。
5.1 直接成果
汽水损失影响：按照《节能管理办法》热力系统疏放水阀门内漏，汽轮机中压调门之前按影响煤耗0.02克/千瓦时计算，共治理阀门内漏20处，共计影响供电煤耗降低0.4克/千瓦时。机组补水率变化：经过阀门内漏专项治理后，全厂补水率持续改善，6-10月份同比降低0.16%，影响供电煤耗降低0.02g/kWh。累计影响煤耗降低0.42克/千瓦时，年发电量按照54亿千瓦时计算，年节约标煤量2268吨，年提升经济效益170万元。
5.2 间接成果
（1）通过课题实施，对员工开展了阀门选用、操作、检修工艺的培训，对热力系统也有了更加全面、更深刻的了解。
（2）开展了阀门技术比武活动，达到岗位练兵目的。
（3）借机检查发现现场装置性违章现象，改造了省煤器和水冷壁的疏水门操作平台。
（4）形成了开机阀门热紧等管理制度、完善了阀门内漏检查定期工作，形成制度文件固化。
（5）将阀门治理内漏经验继续总结，用于提高阀门设备寿命、降低故障率等方面。
6 结语
通过对内漏阀门综合治理课题的实施，有效减少了热力系统阀门的内漏数量，提高了設备的安全性和经济性，达到了预期的目的。
参考文献：
[1]刘进.阀门常见故障原因及处理方法[J].科技创新导报，2011，21.
[2]李建文.火力发电厂热力系统的阀门内漏判断研究[J].能源科技，2017，4（7）.
作者简介：刘建伟（1981—），男，河南郑州人，本科，从事安全技术管理方面的工作。
