延长热电厂密封油系统差压阀服役周期

刘廷兴, 李俊斌, 王晓丽

（1.上都发电有限责任公司,内蒙古 上都 027200；2.丰镇发电厂,内蒙古 丰镇 012100）

1 概述

热电厂大型氢冷汽轮发电机组密封油系统的作用就是向汽轮发电机组密封瓦提供连续可靠的密封油,且保证密封油压高于发电机内氢压一定数量值，以防止发电机内氢气沿转轴与密封瓦之间的间隙向外泄漏，同时也防止由于密封油压过高而导致发电机内大量进油。

密封油系统是根据密封瓦的形式而决定的，最常见的有双流环式密封油系统和单流环式密封油系统。有相当一部分大型汽轮发电机组热电厂单环流式密封油系统均配套的是美国FISHER科学世界公司原厂进口的977HP型差压阀，该差压阀压力调节范围广，调节性能非常稳定。

2 热电厂密封油系统977HP差压阀服役中出现的问题分析

由于美国FISHER科学世界公司原厂进口的977HP压差阀具有体积小；占用空间少；便于安装维护；适用压力范围广，能满足进口压力10bar和出口压力0.14～4.1bar范围内的自动调节；差压调节性能稳定，不管发电机内氢气压力如何变化，该差压阀的平衡系统都能自动调节差压阀的开度，准确地控制压差阀出口流量最终实现油、氢压差的平衡的优点。被广泛应用于各热电厂大型氢冷汽轮发电机组单环流式密封油系统中。初期运行状况也是相当稳定的。但随着使用周期的延长，特别是超过服役周期以后，也不可避免的出现了一些问题，而且具有一定的普遍性。

3 热电厂密封油系统977HP型差压阀服役中调节性能差的原因分析

汽轮发电机组正常运行中由于发电机内氢压相对较高，密封油压自动跟踪发电机内氢压，维持氢油压差在0.056MPa的范围内，为此要求密封瓦处密封油压也相对较高，差压阀的出口密封油流量较大，差压阀的开度也相对较大。在汽轮发电机组停运时，随着机内压力的下降，差压阀自动调节差压阀开度，逐渐减少进入密封瓦的密封油量，以调整密封油压跟随发电机内压力的降低而下降，从而达到保证油氢差压维持在正常范围内的目的。

由于差压阀作用阀片上的主要密封件阀板组，采用的耐冲刷橡胶，在工作中长时间受密封油高速射流的冲刷及关闭时阀座密封面的剪切挤压，特别是在发电机内气体压力降低，进入密封瓦的密封油量下降时，由于差压阀进出口压差增大，加上差压阀开度相对较小，差压阀阀板组受密封油高速射流的冲刷越发严重。随着服役周期的延长，耐冲刷橡胶加工的阀板组密封面被油流冲刷出径向沟痕，严重时会因为高速射流的冲刷及受阀座密封面的挤压而发生阀板组橡胶密封面的缺损。在机组正常运行中，由于氢油压力相对较高，进入密封瓦的密封油量较大，差压阀阀板组橡胶密封面缺损的缺陷，不会有明显的反应。当机组停运后由于发电机内氢压降低，密封瓦进油量会有所减少，导致密封油系统差压阀开度减小，这时差压阀阀板组橡胶密封面上径向沟痕或缺损缺陷对差压阀调节性能的影响就会明显的反应出来，出现密封油系统氢油压差增大或无法控制的严重现象。

4 廷长热电厂密封油系统差压阀服役期方案措施

（1）为防止发生发电机进油事故的发生，保证密封油系统氢油压差稳定在正常调整值，在出现密封油差压逐渐升高的初期，为保证密封氢油压差稳定在正常调整值，工作人员采取调节差压阀差压调节器来维持氢油压在正常范围内的补救措施。但随着时间的推移密封油高速射流对差压阀阀板组冲刷的径向沟痕不断扩大，密封油氢油压差也缓慢增加，严重时只能采取关闭小差压阀前后手动截止阀来临时维持密封油系统的氢油压差（这种状况其实差压阀调节性能基本丧失）。

（2）通过以上的分析，可以看出造成差压阀阀板组密封件出现径向沟痕及缺损的原因是由于密封油系统差压阀长周期服役中，差压阀阀板组橡胶密封材料受密封油高速射流冲刷及阀座挤压而造成的。要想从根本上解决问题，在保证差压阀调节性能的同时尽可能的延长服役周期，只能对阀板组密封材料进行优化，采用强度及韧性都优于橡胶的密封材料，使阀板组既可保证差压阀关闭时密封面的密封严密性，又要保证密封面抗密封油高速射流冲刷能力远远高于目前采用的耐冲刷橡胶材料。经过对各种密封材料性能进行综合比较分析，由于聚四氟乙烯与其它密封材料相比具有如下优点：

聚四氟乙烯能在任何种类化学介质长期使用，是当今世界上耐腐蚀性能最佳材料之一，被广泛应用于各种需要抗酸碱和有机溶剂的介质中,具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、良好的抗老化耐力和较好的韧性，强度也优于橡胶制品。在温度 -180～250℃范围内，允许骤冷骤热，或冷热交替并可长期工作。

由于聚四氟乙烯比橡胶更适合在汽轮机油介质中工作，并具有很好的韧性及抗冲刷性能，所以将差压阀阀板组密封材料由原来的抗冲刷橡胶优化改换为聚四氟乙烯材料。在差压阀阀板组制造加工时，先将阀板组的铝质底板加工成6～8个均布的径向燕尾槽，再将聚四氟乙烯模塑在带燕尾槽的铝质底板上。保证聚四氟乙烯完美的与铝板底板无缝组合在一起，以防四氟乙烯与铝质底板贴合不严密，影响差压阀调节精度。差压阀阀板组密封材料优化改进后，聚四氟乙烯的可塑性保证差压阀关闭时阀板组与阀座的严密性，又从根本上防止了阀板组密封材料因油流的冲刷密封面出现径向沟痕，更不会发生由于阀座挤压造成阀板组密封材料破损残缺的象现。

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