俄制πT142-165/15-2型机组高加入口联程阀改造

贺天

（兰州西固热电有限责任公司，甘肃 兰州 730060）

摘要：介绍了西固热电有限责任公司9、10号机高加入口联程阀存在的问题，分析了原因并据此制定了改造方案，在详细阐述技改方案实施全过程的基础上，对其进行了评价和总结。

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关键词 ：联程阀；阀芯；活塞；套筒；阀杆；给水温度；经济性

0引言

西固热电有限责任公司9、10号机为俄制пт142-165/15-2型单轴双缸机组，具有25级，有两段调整采暖抽汽——上段和下段抽汽，用于热网加热器热网水的逐级加热。在通往热网加热器对热网水作逐级加热时，下段和上段的加热应当依次进行且通水量相等。上下段抽汽装置可独自保持在压力调节范围内工作。

汽轮机具有可调整的生产抽汽，可调整压力范围为1.18～2.06 MPa，供外厂生产抽汽之用，用中压调节汽门进行一次控制调节。

高加入口联程阀为水压保护三通阀，阀门规格DN300；系统参数给水温度210 ℃，压力22 MPa；该阀门阀座、阀芯接合面、阀盖接合面及阀门活塞都有不同程度的损伤，阀门内漏严重，造成机炉侧给水温度差达16 ℃；该联程阀内部冲刷、腐蚀较为严重，门盖也有腐蚀现象，这给设备带来了不安全因素。为保证9、10号机组的安全、稳定、经济、高效运行，特进行改造。

1存在的问题

该联程阀使用12年后，经过运行检验发现存在以下问题：

（1） 该阀门阀座、阀芯接合面、阀盖接合面及阀门活塞都有不同程度的损伤，因而阀门内漏严重，造成机炉侧给水温度差达16 ℃；该联程阀内部冲刷、腐蚀较为严重，门盖也有腐蚀现象。

（2） 该联程阀最大的问题是阀门上阀座设计结构不合理，经过长时间运行上阀座填料松散、被冲蚀掉，破坏了密封功能。在正常的运行中会使低温给水短路，经上阀座与阀体的密封部位流到高加出口，与加热后的给水混合，使最终给水温度大幅度降低，严重影响电厂的热经济性。

（3） 联程阀活塞节流孔直径太小，在运行中特别容易堵塞，如果发现不及时，有导致高加保护误动作的危险。

2原因分析

由于高加给水联程阀的作用及操作方式的独特性，要分析原因就必须了解高加联程阀作用、功能、给水流程、工作原理、结构情况。

（1） 高加给水联程阀作用及功能：高加给水联程阀（三通阀）的作用是在高压加热器管发生故障时能在短时间内切除加热器，切断给水泵的来水与锅炉的到流水，并同时使给水经旁路直接到锅炉；高压加热器联程阀使加热器给水快速切断和旁通，一方面避免了设计压力较低的加热器外壳的损坏，又保证了锅炉给水的供应，同时防止了由抽汽管道反向流动而引起的汽轮机进水。

（2） 高加给水联程阀给水流程如图1所示，保护水流程如图2所示；高加入口联程阀结构如图3所示。

（3） 高加入口联程阀工作原理：

1） 在正常运行时，给水压力均匀作用于高加联程阀的入口，因为压力损失的存在，旁路管道中的水压总是要低一点，这一压差以及伸出到外部的平衡阀将安全地保证高加联程阀的阀芯维持在开启的位置，从而隔断了流向旁路的通道。在高加发生故障时，水位控制装置向电磁阀发出脉冲信号，同时发出声光报警，并使得控制阀开启，将液压缸“A”腔室泄压，由一小通道来的保护水全压地作用于液压缸“B”腔室，驱动阀芯向其关闭位置移动，这样加热器就退出运行，给水经旁路流过。

2） 如果加热器内给水压力降低到给水泵压力90%以下而不再升高，即使电磁阀控制阀未动作，高压加热器联程阀仍在关闭位置。

3） 在检修后启动时，加热器由给水管道通过充水管束充水。只用加热器内压力与系统压力达到均衡后，高压加热器联程阀才会自动开启。

4） 高压加热器联程阀保护控制示意图如图4所示。

（4） 由于高加给水联程阀作用及操作运行方式的独特性，要求阀门的上阀座不能在垂直方向有往复的移动（不能让密封件与阀体有摩擦）以及不能使填料松紧交替变化。往复的摩擦及填料松紧交替变化是造成上阀座泄漏的根本原因，阀芯、阀座密封面损伤是另一个主要原因。

（5） 受力计算：当联程阀打开时，上阀座上下存在的压强差一般在0.5 MPa，阀芯面积为282×3.14×0.25≈615 cm2，作用在上阀座上下压力差为615×5＋42×3.14×0.25×（170+5）≈5.3 t。这么大的推力，要远远大于套筒施加给上阀座密封填料的预紧力，将造成上阀座的密封填料压缩，上阀座上移；当停运高压加热器时，推力释放，填料因弹性恢复而松弛，如此交变几次，填料自然产生泄漏。

（6） 高加注水后不容易开阀的原因有以下几点：活塞上部无泄水孔，活塞上升时上部的水不能及时排出；活塞泄水孔堵，活塞上部水不能排出；阀门内部部件故障，影响阀门开启；活塞卡涩。

3改造方案的制定

（1） 针对高加联程阀小旁路漏流，影响给水温度的问题，采取以下改造方案：

1） 采用倒挂式密封技术，使上阀座由于阀瓣的上推而上移后不会重新下移，使填料环越压越紧，消除了填料泄漏的可能性。

2） 在联程阀上阀座安装就位过程中，利用专用工具将上阀座上提，尽量增大填料预紧力，然后再紧固好上阀座的拉紧螺栓；改善以前只是用拉紧螺栓给填料环施加预紧力的情况。

3） 拉紧螺栓加粗，并提高拉紧螺栓材质级别。

（2） 对于联程阀在生产过程中经常出现高加注满水后阀芯提不起来的问题，采取如下改造方案：

1） 为保证阀门存在卡涩时的阀芯上升，用专用连接器将活塞杆及上阀杆连到一起，在高加注水投运过程中可以利用活塞将阀芯提起保证高加可靠投入运行。相应更换改造活塞杆及阀杆，改造活塞结构以保证活塞杆能承受反顶系统工作时的拉力。

2） 活塞顶部增加泄水管，保证高加保护动作的可靠性。

4技改方案的实施

4.1准备阶段

（1） 查找准备图纸及相关技术资料，掌握联程阀内部结构、动作原理并分析讨论。

（2） 在技改造中做好各种备品备件的加工，并逐一落实。

（3） 对联程阀配件进行测量、检查、验收，并做好记录。

（4） 复查联程阀配件尺寸与厂家的图纸尺寸相符。

4.2改造前的准备工作

（1） 配件制作：按图纸制作备件，并进行检测。

（2） 根据图纸要求，准备相应的工器具，并严格执行检修技术标准。

（3） 在工作中严格执行安全措施、技术措施、三级验收制度，保证检修质量。

4.3实施步骤

（1） 联程阀技改工作只能在系统隔离情况下进行，“三项措施”——技术措施、安全措施、组织措施落实到位后方可开工。

（2） 阀门解体：按检修作业指导书要求解体联程阀，做好标记，配件妥善保管；阀体补焊：用角磨机把阀体冲刷部位打磨光整，去除氧化层、锈深坑、高点；用清洗剂清理干净补焊处理表面，要求无油污、锈、灰等异物；冷焊补阀体，直流反接用焊条J507，由下至上逐层叠加，补焊到需要的尺寸，并留出足够余量；清理药皮、打磨干净，进行着色探伤，确保无裂纹等缺陷；用专用镗床车削阀体，恢复原尺寸，再次探伤，确保无裂纹、气孔夹渣等缺陷。

（3） 阀门研磨：制作专用研磨工具，对下阀座进行精细研磨；用专用工具对阀芯进行精细研磨；用专用工具对上阀座进行精细研磨；分别对两对密封面进行红丹粉接触试验，保证换向80%接触且无断点。

（4） 执行器修复：解体活塞缸，清理打磨光洁；对活塞上的泄流孔进行加粗攻丝，并安装节流孔罩；更换新密封件；更新活塞杆，组装活塞缸。

（5） 联程阀改造回装：按解体逆顺序回装阀门。回装过程中，上阀座、填料、填料压环、上阀座压盘、自紧螺栓、拉紧螺栓、间隔套、支架垫盘、支架连接螺栓、阀杆、活塞杆、活塞杆连接器均使用新配件；组装后开关试验动作灵活无卡涩。联程阀改造前后示意图如图5所示。

（6） 做好技改后的各阀门技术数据及试验记录。

（7） 根据图纸严格执行各项要求，做到按图施工。

4.4技改方案的实施及主要技术要求

（1） 密封面比压值为78.5～245 MPa；密封面表面粗糙度Ra值要求高于0.1 μm。

（2） 密封面硬度不低于HRC45，闸板（阀瓣）硬度应比阀座高HRC3～5，而同一密封面3点硬度差不大于HRC2。

（3） 密封面应平直，阀芯与阀座应对磨，并应保证径向吻合度不低于80%（应用达到一级平板要求的检查工具及涂红丹粉方法检验吻合度）。

（4） 铸钢件内、外表面应光洁，不应有裂纹、嵌入物和超过标准的气孔、冷隔、夹砂、缩孔及机械损伤等缺陷；更换的设备部件材质符合设备参数要求且符合国家及电力行业相关标准并具备检验报告。

（5） 允许焊补的铸件挖补时，应采用机械加工方法，不得使用碳弧气刨。补焊焊口清理后，补焊前必须进行液体浸透检查，补焊后进行无损探伤检验。

（6） 阀门的阀座、阀芯等密封面堆焊材质为D507Mo，阀体补焊材质J507，且符合原阀门材质要求，堆焊厚度为3～5 mm，其他阀体部件堆焊材质符合国家相关质量标准。

（7） 组装后开关试验动作灵活无卡涩；改造后保证机炉侧给水温差小于5 ℃。

（8） 修复、更换设备部件有材质报告、检测报告及合格证。

（9） 高加联程阀配件如表1所示。

4.5改造后运行操作注意事项

（1） 给水泵启动后高压加热器内部注水以前绝对不允许利用联程阀反顶系统拉起阀芯。

（2） 应利用反顶系统先将活塞顶起，保证不会由于活塞影响阀瓣的开启，反顶前应确保阀杆连接器未安装。

（3） 在高压加热器内部注水压力达到额定值以前，不能利用反顶系统提拉阀芯，注水时高加内外部给水压差总体控制在10 kgf/cm2，具体内部压力控制如表2所示。

说明：当高加联程阀前给水压力为P1时，高加内部注水压力必须大于相应压力下的P2值，才允许利用反顶系统提拉阀芯。

（4） 高压加热器换热管出现严重泄漏，且高加内注水压力小于表2中P2值时，不能利用反顶系统提拉阀瓣。

5技改后的评价及总结

5.1评价

9、10号机高加入口联程阀改造后，保证了该联程阀的严密性及动作的可靠性、稳定性，给水温度机侧与炉侧的温差小于5 ℃，实现了改造目标。通过高加入口联程阀的改造，提高了分析问题、解决的能力，锻炼了职工技术队伍。实践证明，只要我们认真分析、科学研究，并严格制定实施方案和施工措施，就能保证技改方案合理高效地实施，解决技术难题。

5.2经济效益分析

给水温度每变化10 ℃，影响煤耗1.13 g/kW·h，影响热耗率-0.32%；9号机组炉侧给水温度提高12 ℃，10号机组炉侧给水温度提高13 ℃；9号机组全年发电量7.5亿kW·h，10号机组全年发电量7.5亿kW·h；标准煤价格按600元/t计算。

（1） 计算公式：

（机组提高给水温度值/给水温度每变化10 ℃）×全年发电量×影响煤耗×标准煤价格

（2） 9号机组年度经济分析：

（12/10）×（7.5×108）×（1.13×10-6）×600=610 200元

（3） 10号机组年度经济分析：

（13/10）×（7.5×108）×（1.13×10-6）×600=661 050元

（4） 9、10号机组高加入口联程阀改造年度经济分析合计127.125万元。

5.3总结

9、10号机组高加入口联程阀改造完成后设备运行状况良好，达到了技术要求，实现了改造目标，保障了机组安全、稳定运行，提高了机组经济性及企业的经济效益。

收稿日期：2015-08-07

作者简介：贺天（1971—），男，陕西人，检修部主任助理，从事汽机检修工作。