ERV阀泄漏与卡涩的原因分析及处理

朱道华

(安徽华电宿州发电有限公司，安徽 宿州 234101)

ERV阀泄漏与卡涩的原因分析及处理

朱道华

(安徽华电宿州发电有限公司，安徽 宿州 234101)

以某公司ERV阀在运行过程中存在的泄漏与卡涩问题为例，介绍了超临界及以上机组安装的ERV阀工作原理与结构特点，分析了发生异常的原因，提出了处理和改进措施，确保不因检修工艺标准的降低和安装工序的不当造成设备异常。这些措施实施后，ERV阀再未发生外漏、内漏和卡涩现象。

动力释放阀；泄漏；卡涩；故障分析

0 引言

火力发电机组超临界与超超临界压力锅炉配置的安全阀按照《ASME C4安全阀》标准PG-72.2规定，其起座压力约为锅炉额定压力的1.17倍，大大超过锅炉的额定压力。为了保护锅炉及安全阀，锅炉设计有动力释放阀(electron release valve，ERV)或压力控制阀(pressure control valve，PCV)，其作用是当系统出现超压但没有达到安全阀起跳的压力值时，ERV阀动作向空排汽，将系统压力降到正常值。该类阀门通常需达到以下2个要求：

(1) 严格控制的泄漏等级，由于ERV阀通常安装在锅炉的主蒸汽管道上，要严格避免其发生泄漏(内漏或外漏)现象；

(2) 快速动作的执行机构，在系统超压后要迅速将压力释放至正常值。

1 设备概况

某公司600 MW机组锅炉为DG1900/25.4-Ⅱ3型，单炉膛、平衡通风、一次中间再热、前后墙对冲燃烧、固态排渣、尾部双烟道、全钢架、全悬吊结构Π型复合变压运行本生直流锅炉，是东方锅炉集团股份有限公司与日本巴布科克－日立锅炉有限公司合作设计、联合制造的超临界直流锅炉。该机组主汽管道上安装的2台ERV阀，在运行定期试验过程中经常出现卡涩、内漏、外漏等现象。该公司ERV阀的铭牌参数如表1所示。

表1 ERV阀主要参数

2 ERV阀故障分析及处理

2.1 ERV阀卡涩

2.1.1 原因分析

(1) ERV阀阀球处堆积的氧化皮(如图1所示)在开启时进入阀球与阀体的结合面，造成阀门卡涩。

图1 阀球处堆积的氧化皮

(2) 解体过程中发现，阀门盘根压盖和门轴之间的间隙较小(如图2所示)，被长期高温下生成的氧化皮堵塞，使轴和压盖之间无法滑动，造成阀门卡涩。

2.1.2 处理措施

(1) 将1号炉A，B侧ERV阀的Ф400×8碳钢排气管改成Ф400×8 TP304不锈钢管。不锈钢管出口与炉顶消音器连接。

(2) 用砂纸打磨ERV阀的压盖内孔，将压盖内孔扩大15丝(1丝=0.01 mm)，安装时在门轴上涂抹耐高温防咬死润滑脂。

图2 盘根压盖和门轴之间的间隙较小

2.1.3 处理效果

(1) 未再发生因门轴原因发生的卡涩。

(2) 排气管由碳钢换成TP304不锈钢后，每次阀门解体检查，内部均无氧化皮存在。这延长了阀球和阀门端盖的使用寿命，由原来的每次检修都要更换阀球延长为2—3年更换1次阀球。

(3) 定期排汽试验均未出现因内部有氧化皮而造成的阀门卡涩和内漏。

2.2 ERV阀外漏

图3 ERV阀结构及加工位置的密封沟槽

2.2.1 原因分析

(1) ERV阀原设计的C型密封垫本身预留紧力较小，阀门经过多次拆装后密封槽尺寸逐渐变大，使预紧力更小，安装完成后容易造成阀门外漏。

(2) 该密封安装工艺要求高，在安装过程中如果C型密封垫出现偏斜、边缘损伤等现象，机组启动后将发生外漏。

2.2.2 处理措施

对阀门端盖在C型密封垫和阀体紧固螺栓之间，加工出深2.8 mm、宽13 mm的密封沟槽，沟槽内密封面粗糙度小于0.2 μm，并在沟槽内安装密封缠绕垫。ERV阀结构及加工位置如图3所示。

对C型密封垫和阀体紧固螺栓之间的下阀体，采用3号(3 μm)金刚砂研磨膏抛光。

考虑到密封缠绕垫的压缩量为1.2 mm，并预留密封垫片的压缩膨胀量，最终确认密封缠绕垫片厚度为5 mm，外径较密封沟槽小1 mm，内径较密封沟槽大1 mm。

该处使用温度按照570 ℃计算，密封垫材质采用性能良好的镍基材料。

旧C型垫继续安装使用，起到一次密封和降压的作用，降低改造后的金属缠绕密封垫承受的主蒸汽压力。

2.2.3 处理效果

(1) 在对ERV阀端盖密封形式进行改造后，再未发生因密封垫原因导致的阀门泄漏事件。

(2) ERV阀C型垫处的密封面出现损坏无法修复，更换需要10万元左右。经过分析研究和多次计算、试验，成功地完成国产的密封垫代替进口C型密封垫(国产密封垫300元/个，进口密封垫5 000元/个)，降低了维护费用，提高了阀门的运行可靠性。

(3) 降低了对阀门的安装工艺标准要求，减少了检修人员的工作量。

3 结束语

经过几年的运行验证，所采取的设备改造及处理措施成功、有效。检修人员和质量验收人员在阀门解体、研磨、安装、验收过程中，严格按照检修工艺要求执行，使ERV阀的安全稳定性大大提高，并降低了检修维护的工作强度和费用。

2017-07-29。

朱道华(1973—)，男，工程师，主要从事火电厂锅炉专业设备技术管理工作，email：zdh6220@126.com。