火力发电厂高压阀门泄漏原因及处理方法

李国庆

动力工程技术

火力发电厂高压阀门泄漏原因及处理方法

李国庆

（四川泸州川南发电有限责任公司，四川泸州646000）

以四川泸州川南发电有限责任公司为例，简述火力发电厂高压阀门在设备运行中泄漏的部位及原因。同时，介绍在设备运行中处理阀门泄漏点使其不漏或减小泄漏量的方法，减少机组非计划停机次数，以保证机组运行的稳定。

电厂高压阀门；泄漏原因；处理方法

在一座火力发电厂中最多的单体设备就是阀门，在机组运行过程中起主要作用的阀门基本是高温、高压阀门。阀门的主要作用是控制电厂设备及其设备管路上介质的流通、介质的阻断和介质的流量调节。同时，阀门也是管道、压力容器的重要保护装置。阀门的泄漏部位通常发生在阀杆填料位置、阀门法兰结合密封面、阀盖与阀体相连密封处，以及阀门本体等。如果阀门内介质长时间泄漏，首先会导致阀门设备损坏，其次会导致运行系统不正常，而且流体介质携带的能量损失会使电厂的能耗增加。如果是系统重要部位的阀门发生泄漏，情况严重时将直接造成发电厂的非计划停机事故，使发电成本增大。如果易燃、有毒、有腐蚀性的介质通过阀门时发生泄漏，则易发生火灾爆炸等危及设备和人员安全的事故，甚至会形成恶劣的连锁反应，严重损害电厂设备，危害人们的生命安全。

四川泸州川南发电有限责任公司（以下简称泸州电厂）一期工程安装两台600 MW机组，机组安装有上百台高温高压阀门用于蒸汽、给水的调节，压力容器的保护等。机组运行中常出现阀门泄漏的情况，主要系统阀门的泄漏将会造成机组非正常停机。就该厂而言，机组停、启一次直接损失在25万元左右。针对不同等级阀门的不同泄漏部位及原因，该厂多次在设备运行中处理泄漏点或者阻止泄漏量扩大，避免了因阀门泄漏事故扩大造成机组非正常停机的发生。

1 高压阀门泄漏的原因

1．1 阀杆填料和压盖处泄漏

阀门在使用过程中阀杆随着阀门的开启、关闭而上下运动，阀杆就会同填料（盘根）产生相对摩擦。随着工作时间增长和操作次数增加，填料与阀杆之间的接触压力逐渐减弱、变小，间隙逐渐增大，高温、高压的介质就会沿着填料与阀杆的接触间隙向外泄漏［1］（见图1）。填料自身的质量、阀杆表面的粗糙程度、盘根压盖的压紧力变化，以及填料的老化等都会引起阀杆填料和压盖处发生泄漏（见图2）。

图1 汽包双色水位计水侧手动二次门因操作频繁而出现泄漏

图2 电动总门盘根压盖压紧螺栓紧力不足而造成泄漏

1．2 阀门阀盖与法兰结合面泄漏的原因

阀门阀盖与法兰结合面泄漏的原因有很多，其中的主要原因是：连接螺栓的紧力没有达到要求，密封面不对称，接触不均匀（见图3）；结合密封面的表面不光洁或有缺陷，粗糙度过大，密封不严密；金属缠绕垫变形、材质不符合阀门需求、使用时间过久都会造成垫片老化及弹性下降，进而造成垫片与法兰结合面密封不严；阀盖与阀门本体结合面遭到介质冲刷，出现贯通密封面的凹槽，造成介质外漏，这种泄露非常不好处理（见图4）。法兰泄漏还会因为检修人员在阀门安装、检修过程中操作不当，检修工艺不过关等人为因素所造成，如密封垫片装偏、螺栓假紧、螺栓没有对称紧都会造成泄漏［2］。

图3 阀盖与阀座结合面紧固螺栓紧力不均造成泄漏

图4 阀盖与阀座结合面遭到介质冲刷出现凹槽

1．3 阀门本体泄漏的原因

阀门在长期的运行中，流体介质在通过阀门时会对阀门内部本体产生冲刷和汽蚀，再加上外界因素的干扰（腐蚀、撞击），长久下来就会在阀体薄弱处出现砂眼、裂纹泄漏［1］。另外，在阀门生产厂家铸造或锻造阀体时形成的砂眼、气孔、裂纹等也会引起阀体泄漏。

2 运行中处理漏点的常见方法

2．1 阀杆填料和压盖处泄漏的处理

泸州电厂在机组运行中曾数次出现阀门填料处泄漏的事故。其中，较重要的高温、高压设备有过热器减温水调节阀门、主给水旁路调节门、锅炉定期排污电动总门等阀杆填料处滴水、冒蒸汽等外漏现象。这时，通过直接紧固盘根压盖螺栓就可处理轻微的泄漏。阀门检修结束后，阀门盘根压盖螺栓一般会在压盖和填料室之间留出一定间隙，便于在运行中热紧，使压盖压紧盘根。如果阀门长时间运行却没有解体检修，就会出现盘根压盖螺栓锈蚀或者损坏。其处置方法是：如果是法兰连接则隔离系统更换新阀门；如果是焊接连接，则先要把阀门关闭，然后隔离系统，直接更换锈蚀或者损坏的压盖螺栓；如果没有相同型号的阀门，就把破损阀门切下，动火作业焊接新的阀门。

2．2阀门阀盖与法兰泄漏的处理

2．2．1 紧固螺栓法

高压阀门刚发现泄漏时，如果泄漏量较低，压力也不是很高，这时应安排有经验的检修人员采取对角均匀地紧固连接螺栓的方法，在紧固螺栓的过程中一定不要盲目操作，避免造成不必要的损坏。本方法适用于密封垫片是金属缠绕垫的法兰。泸州电厂2＃锅炉A侧墙定期排污疏水电动总门于2016年8月12日被发现有轻微冒汽现象，随后电厂安排人员用力矩扳手对其进行对称紧固，及时处理了泄漏。每年电厂都会出现数次这种微小的泄漏事故，一般都可用以上方法进行处理。

2．2．2 运行中高压阀门带压补漏法

带压补漏的主要优点是不需要对系统进行隔离（许多重要设备的隔离需要停机），带压堵漏使用范围较广但成本较高，可是和机组启停相比成本又相对合理。但是带压补漏是一门专业要求很高的技术，对操作人员的现场应变能力、机械专业知识的掌握以及带压堵漏专用工具的使用等都有很高的要求。且目前在火力发电厂中，一年需要带压补漏的工作只有几次，所以在火电厂的推广并不现实。当前电厂的带压堵漏工作都是通过聘请专业公司安排专业人员来完成［3］。

泸州电厂曾于2015年7月先后发生1＃炉省煤器上水进口逆止阀挡板、2＃炉锅炉主给水阀门法兰严重外漏，如果由自己处理只能停运机组，经济损失巨大。为了避免非计划停机的发生，泸州电厂采用了带压补漏，不仅处理了阀门外漏，还避免了机组的启停，减少了电厂损失。

2．2．3 阀门阀盖与法兰结合面冲刷后的堆焊、打磨法

此种方法显而易见就是在冲刷处堆焊，把吹出的凹陷部分堆起来，然后利用角磨机或铰刀把凸起部分处理掉，使两者结合面光滑度符合要求。电厂内有一些能够隔离但是成本较高的高压阀门可以用此种方法修复。

泸州电厂2＃锅炉前墙定期排污疏水电动总门先后于2016年4月8日发生阀门阀盖与法兰结合面外漏。隔离系统检查发现阀门阀盖与法兰结合面遭到冲刷后出现了一条大概2丝左右的凹槽，第一次采用更换金属缠绕垫的方式进行处理，然而运行两日再次外漏；第二次对其再次更换金属缠绕垫（厚度略高于第一次），并在结合面擦抹汽轮机密封胶（高温、高压密封胶），然而运行两日再次外漏；第三次处理则是对凹槽进行简单打磨后利用氩弧焊把凹槽堆平，再利用角磨机把多余的部分一点点打磨干净，重新更换金属缠绕垫，此后运行正常。此类高温、高压阀门成本大概在2～3万元／台，堆焊处理1台阀门大概需要3个工作日，与更换阀门相比，更加经济。

2．3 阀门阀体泄漏的处理

2．3．1 制作模具法

有些设备流动介质压力大，会危及人身安全；有些设备的介质泄漏量大，但又是必须处理的阀体缺陷。这些缺陷可根据现场实际环境，应用制作模具的办法消除缺陷或减小介质泄漏量，使其在可控范围内。第一种办法是制作顶压模具。把顶压模具的压紧机构固定在阀门的一侧，使顶压模具正对泄漏点，顶压接触点上垫密封材料，旋转顶压螺杆，使模具紧紧地压在泄漏部位上，迫使泄漏减小或停止。第二种方法是制作密封盒。根据阀门大小和安装位置，在外部制造合适的外包密封盒，在盒体安装介质分流阀门，安装前开启阀门降低介质压力，外包密封盒封闭泄漏阀门，紧固结束后关闭介质分流阀门。这样一般可做到减小泄漏量或控制介质泄漏方向，使其不对设备和人员安全造成危害。

泸州电厂1＃炉脱硫系统的脱硫本体、2＃浆液循环泵进口排污门本体于2015年6月23日出现直径在14 mm左右的孔洞，浆液直喷地面，射程有2 m左右。因泄漏量和压力较大，不仅严重污染环境，还威胁过往人员的安全。该电厂制作了1个400 mm ×300 mm×300 mm的密封盒，盒体侧面安装了1台DN50的介质分流阀门，最后通过控制介质泄漏的流向，控制住了污染，保证了过往人员的安全。

2．3．2 焊接法

在阀体的介质漏量小的情况下，可使用1个内径比泄漏点大1倍以上的带螺纹短管，让泄漏介质从短管内流出。把短管焊在阀体上，再配1个与短管螺纹相符的堵头，焊接结束后将短管封闭，以达到阻止泄漏的目的。短管起到导流的作用，在生产现场可根据需要使用不同的材料，螺母、阀门都可以使用。但焊接时应注意采用适当的电流，焊接电弧应远离漏点，以免烧穿造成更大的泄漏。在高温介质的阀门上进行作业时，作业人员应注意自身安全。

泸州电厂公用系统压缩空气母管联络门的阀体于2014年7月23日出现了1个沙眼，直径在3 mm左右。根据现场需求使用了1个直径6 mm的螺母来处理这一缺陷，最后彻底解决了漏气问题。

3 结束语

高压阀门泄漏在发电厂中经常发生，泄漏并不可怕，重点是如何把漏点处理掉，避免因阀门泄漏事故造成机组非正常停机。通过分析阀门结构查找泄漏的原因，在实践中摸索出了上述几种处理阀门泄漏的方法，并在泸州电厂成功应用，特别是高压安全阀门的定期校验工作能防止运行中的误动作，确保了机组的正常运行，降低了机组事故的发生率。

［1］ 畅黎鹏．阀门填料泄漏的消除［J］．水利电力机械，2005，27（1）：49－55．

［2］ 魏承利．分析阀门泄漏原因和改进措施［J］．一重技术，2005（5）：57－58．

［3］ 张建民，姚永钊．带压堵漏技术的应用［J］．中国设备管理，1999（9）：43－44．

A Study on the Causes of the Leakage of High Pressure Valves in a Thermal Power Plant and Relevant Solutions

LIGuoqing
（Sichuan Luzhou Chuannan Power Generation Co．，Ltd．，Luzhou Sichuan 646000，P．R．China）

Taking Sichuan Luzhou Chuannan Power Generation Co．，Ltd．for example，this paper sketches the leakage locations ofhigh pressure valves in a thermal power plant during the operation of the equipmentaswellaspossible causes．In addition，it introduces relevantways of stopping the leakage points and reducing the amount of leakage，to decrease the times of unplanned halts of the unit aswell as ensuring its stable operation．

high pressure valves；causes of leakage；solutions

TM621

A

1008-8032（2017）02-0050-03

2016－10－14

李国庆（1986－），助理工程师，主要从事机务（锅炉）检修工作。