有關(guān)火力發(fā)電廠閥門泄漏與堵漏原因的探討

孫禹

摘? 要：火力發(fā)電廠是我國(guó)社會(huì)電力供應(yīng)的主要企業(yè)，閥門泄漏不僅會(huì)造成非計(jì)劃停機(jī)事故，還嚴(yán)重威脅著電力機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。文章以300MW機(jī)組為研究對(duì)象，分析火力發(fā)電廠閥門泄漏的造成原因及對(duì)應(yīng)堵漏措施，以供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電安全;閥門泄漏原因;堵漏措施;300MW機(jī)組

中圖分類號(hào)：TM621? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）21-0132-02

Abstract： Thermal power plants are the main enterprises of power supply in our country. Valve leakage will not only cause unplanned outages， but also seriously threaten the normal operation of power units. Taking the 300MW unit as the research object， this paper analyzes the causes of valve leakage in thermal power plant and the corresponding plugging measures for reference.

Keywords： safety of thermal power generation; causes of valve leakage; leakage plugging measures; 300MW unit

引言

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2019年發(fā)布數(shù)據(jù)，全國(guó)發(fā)電量為71422億千瓦時(shí)，其中火力發(fā)電量為46522.1億千瓦，同比增長(zhǎng)1.6%，約占全國(guó)各類發(fā)電量的65.14%，這意味著在綠色電能未能形成規(guī)?；?yīng)之前，火力發(fā)電仍然是保障電力供應(yīng)的主要途徑。就火力發(fā)電廠內(nèi)部設(shè)備運(yùn)行而言，存在最多的單體設(shè)備就是閥門，其種類多樣、功能繁多、規(guī)格不一，其中與發(fā)電機(jī)組運(yùn)行影響最為密切的就是高壓閥門、高溫閥門。就閥門功能而言，它在整套設(shè)備系統(tǒng)中主要發(fā)揮著介質(zhì)阻斷、介質(zhì)流通、介質(zhì)調(diào)節(jié)三種功能，更是相關(guān)管道、壓力容器的保護(hù)機(jī)制[1]。由此，就不難判斷閥門泄漏的主要發(fā)生部位，除閥門本體之外，較多的是閥門法蘭結(jié)合密封面、閥蓋閥體連接密封處等;本質(zhì)上，閥門泄漏是一個(gè)量變到質(zhì)變的過(guò)程，但如果閥門處在長(zhǎng)時(shí)間泄漏狀態(tài)而沒(méi)有及時(shí)處理，就會(huì)造成一系列安全事故，如介質(zhì)泄露（含毒、含腐蝕性、易燃易爆等介質(zhì)）造成的人員傷害、非計(jì)劃停機(jī)、資源浪費(fèi)等。以300MW機(jī)組為例，非計(jì)劃停機(jī)以及重啟所造成的損失約在25萬(wàn)（人民幣）左右[2]，因此，火力發(fā)電廠應(yīng)高度重視閥門泄漏問(wèn)題，并根據(jù)具體情況制定針對(duì)性地堵漏措施，一旦發(fā)現(xiàn)類似問(wèn)題及時(shí)反映，將損失控制在最小范圍。

1 火力發(fā)電廠300MW機(jī)組常見(jiàn)閥門泄漏原因分析

1.1 閥門本體泄漏原因分析

閥門在現(xiàn)代工業(yè)體系中屬于管路附件，主要發(fā)揮著調(diào)節(jié)、控制、輸送、開(kāi)閉等功能，長(zhǎng)期處在介質(zhì)浸泡與接觸狀態(tài)下，因此自身出現(xiàn)泄漏問(wèn)題是較為普遍的。但從泄漏原因上分析，火力發(fā)電廠閥門本體導(dǎo)致的事故類型較為單一，主要是流體介質(zhì)在通過(guò)閥門的狀態(tài)下，介質(zhì)在高溫、高壓狀態(tài)下形成的沖刷作用，以截至具備的腐蝕性造成的破壞，再有就是外力形成的破壞，如撞擊、銹蝕等。大致上，可以將閥門本體泄漏原因歸為兩類，其一是閥門生產(chǎn)過(guò)程中存在的隱患，如鍛造過(guò)程中，閥門內(nèi)部存在氣孔、裂縫、砂眼等[3]，其二就是閥門生產(chǎn)過(guò)程中受到的各種影響。

1.2 閥桿與盤(pán)根接觸面泄漏原因分析

盤(pán)根即密封填料，工業(yè)系統(tǒng)中將其作為軸封使用，可有效組織介質(zhì)外泄，材質(zhì)也非常多樣化，如芳綸、石墨、碳纖維等材料，但在應(yīng)用方法上比較統(tǒng)一，將其填充到設(shè)備的密封腔體內(nèi)即可。但對(duì)于火力發(fā)電廠部分單體設(shè)備的閥門而言（如電動(dòng)總門、水側(cè)手動(dòng)二次門等），使用過(guò)程中往往伴隨著閥桿的頻繁操作（關(guān)閉、開(kāi)啟），閥桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中必然造成盤(pán)根磨損現(xiàn)象，時(shí)間一長(zhǎng)，盤(pán)本與閥桿之間的摩擦力變大、解除壓力反而變小，當(dāng)彼此之間的空隙達(dá)到一定程度，機(jī)組內(nèi)的高溫高壓介質(zhì)就會(huì)從空隙內(nèi)流出，造成嚴(yán)重的泄漏問(wèn)題;同時(shí)，盤(pán)根本身也面臨著老化問(wèn)題，當(dāng)腐蝕性、高溫性介質(zhì)與其接觸后，密封性的破壞速度會(huì)迅速增減，從而出現(xiàn)突發(fā)性泄漏問(wèn)題。

1.3 閥蓋與法蘭結(jié)合面泄漏原因分析

法蘭是工業(yè)設(shè)備系統(tǒng)中用于連接的部件，多出現(xiàn)在管端，300MW機(jī)組中閥蓋與法蘭結(jié)合處是出現(xiàn)泄漏的重災(zāi)區(qū)，造成的原因也很多。其中，較為常見(jiàn)的是連接螺栓不夠緊密，法蘭與閥蓋之間的密封性不足，這容易造成嚴(yán)重的蒸汽泄漏問(wèn)題。此外，法蘭及閥蓋制造工藝也存在隱患，如兩者之間的密封面不夠光滑整潔，加上配件不符合要求（如金屬繞墊變形、材料老化等）。整體上看，閥蓋與法蘭結(jié)合面泄漏的原因，主要可歸結(jié)為安裝操作問(wèn)題，人為因素占據(jù)很大部分，加上檢修不嚴(yán)謹(jǐn)、技術(shù)不過(guò)關(guān)等，出現(xiàn)泄漏的幾率就會(huì)增加。

2 火力發(fā)電廠300MW機(jī)組閥門泄漏后的堵漏措施

2.1 閥門本體堵漏措施

直觀上看，閥門本體出現(xiàn)泄漏問(wèn)題，最有效的方式就是直接更換新閥門，但這就需要機(jī)組停運(yùn)，會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全風(fēng)險(xiǎn)。在不停機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行堵漏操作，火力發(fā)電廠通?？捎玫娜N措施，分別為模具法、密封盒和焊接法。

第一，模具法就是根據(jù)泄漏閥門規(guī)格制作頂壓模具，這種方法雖然不能從根本上消除泄漏，但可以有效地減少截至外泄量，將其控制在一個(gè)安全范圍內(nèi)。具體做法是，將頂壓模具固定在閥門一側(cè)，正對(duì)泄漏點(diǎn)頂壓密封材料，直到介質(zhì)泄露消失或處在不影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下。但模具法措施有一個(gè)前提，就是要綜合考量閥門的負(fù)荷能力，對(duì)于一些陳舊、老化的閥門不宜采用。

第二，密封盒則是一種分離機(jī)制，在出現(xiàn)泄漏問(wèn)題閥門的兩端，假裝一個(gè)大小合適的密封盒裝置，內(nèi)部配置介質(zhì)分流閥門，開(kāi)放問(wèn)題閥門以減輕分離壓力，處理完畢之后再拆除即可。例如，作者在某火力發(fā)電廠300MW機(jī)組堵漏措施實(shí)踐中，該機(jī)組中脫硫系統(tǒng)閥門本體出現(xiàn)泄漏問(wèn)題，經(jīng)排查為15mm的孔洞，在強(qiáng)大壓力下介質(zhì)呈現(xiàn)噴射狀態(tài)，通過(guò)制作密封盒的方式，將泄漏截至通過(guò)DN50介質(zhì)分流閥門改變流向，為有效處理創(chuàng)造了寶貴時(shí)機(jī)。

第三，焊接法是一種典型的彌補(bǔ)機(jī)制，它適用于閥門泄漏情況微小的狀態(tài)，如1-3mm的泄漏點(diǎn)，可利用一倍以上的螺紋短管進(jìn)行介質(zhì)引流，短管焊接在閥門本體之上，在另一端焊死，以達(dá)到有效的堵漏效果。

2.2 閥桿與盤(pán)根接觸面堵漏措施

結(jié)合作者實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，閥桿與盤(pán)根接觸面是300MW火力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象最多的部位，包括過(guò)熱器減溫水調(diào)節(jié)閥門、主機(jī)水旁路調(diào)節(jié)門、鍋爐定期排污電動(dòng)總門等環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)均處在高溫高壓環(huán)境下，大部分時(shí)間零星存在滴水、蒸汽噴射等現(xiàn)象。在輕微狀態(tài)下，只需要再度緊固盤(pán)根壓蓋螺栓就可以解決，定期檢修足以保障避免閥門泄漏問(wèn)題。當(dāng)然，檢修過(guò)程中如果替換密封材料，閥門在壓蓋、填料室等位置會(huì)留下一些間隙（幾乎是必然的），但在運(yùn)行過(guò)程中受到熱緊效應(yīng)，可以保證壓蓋壓緊盤(pán)本，因此不需要過(guò)度強(qiáng)調(diào)前期檢修密中密封程度;然而，如果閥門處在長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，從未進(jìn)行解體檢修，這種狀態(tài)下的堵漏措施就不能僅從外部施加壓力解決，需要綜合判斷閥門運(yùn)行工況，再?zèng)Q定是否更換，其中采取焊接連接方式的閥門需要停車檢修。

2.3 閥蓋與法蘭結(jié)合面堵漏措施

閥蓋與法蘭結(jié)合面是機(jī)械性的，出現(xiàn)泄漏之后一般不會(huì)造成嚴(yán)重問(wèn)題，緊固螺栓可以解決絕大部分問(wèn)題，尤其是壓力不高、滲透量較低的狀態(tài)下，檢修人員通過(guò)對(duì)較均勻緊固螺栓法即可化解[4]。但需要注意的是，這種方法具有很大的局限性，即密封墊片必須是金屬纏繞墊類型的法蘭，其他規(guī)格、材質(zhì)并不適用。此外，由于閥蓋與法蘭結(jié)合面出現(xiàn)泄漏的幾率很高、危害不大，因此在堵漏措施制定上，通常會(huì)采用帶壓補(bǔ)漏原則，這樣可以最大程度上減少經(jīng)濟(jì)損失。但是，帶壓補(bǔ)漏的專業(yè)程度很高，不僅需要操作人員具備專業(yè)機(jī)械、工具知識(shí)技能，現(xiàn)場(chǎng)控制能力、反應(yīng)能力也很關(guān)鍵，除非泄漏問(wèn)題嚴(yán)重影響到火力發(fā)電廠運(yùn)轉(zhuǎn)，否則不建議采用這種堵漏方式，且操作過(guò)程中可以采用外包的方式，由專業(yè)施工團(tuán)隊(duì)進(jìn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

整體上看，泄漏問(wèn)題在火力發(fā)電廠閥門部位經(jīng)常發(fā)生，但一般影響不大，企業(yè)管理的重心不應(yīng)該放在泄漏處理上，而是如何進(jìn)行預(yù)防和規(guī)避，全體成員要形成防微杜漸的責(zé)任感，并根據(jù)火力發(fā)電廠自身情況，歸納出常見(jiàn)問(wèn)題，總結(jié)最適合自身的堵漏措施，在此基礎(chǔ)上配備專業(yè)設(shè)備、人員，制定應(yīng)急預(yù)案、方法，將發(fā)電機(jī)組安全事故發(fā)生率降到最低。

參考文獻(xiàn)：

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[3]高倩霞，向賢兵.火力發(fā)電廠閥門泄漏故障聲發(fā)射檢測(cè)系統(tǒng)研究[J].熱能動(dòng)力工程，2017，32（03）：75-81+136.

[4]楊進(jìn).有關(guān)火力發(fā)電廠閥門泄漏與堵漏原因的探討[J].工業(yè)設(shè)計(jì)，2012（02）：112.