浅析高压加热器联成阀泄露及改造应用实践

　　围绕火力发电厂安全生产、节能降耗目标，以及高压加热器入口联成阀泄漏浅析问题所在，提出了有效的改造方案，同时提高执行机构准确性，以保证高压加热器安全、经济、稳定运行。

　　伴随着近年来一次能源供应的紧张趋势，节能降耗成为火力发电的一个新目标。作为火力发电厂重要附属设备的高压加热器是保证煤耗的重要环节。据估算，中小型汽轮机组的给水温度每提高10℃，机组煤耗可下降1.13g/kWh。因此，提高高压加热器节能效率的关键点在于：一是解决高压加热器内部管束材质、传热方式、清洁度等对传热效果的影响;二是系统内联成阀的严密性及联成阀执行机构的准确性对设备高效运行的影响。

　　兰州西固热电公司两台俄制165MW供热机组的高压加热器联成阀为水压保护型结构。机组运行多年来出入口联成阀泄漏较为严重，部分低温给水“短路”通过出入口联成阀直接与高压加热器出口水管连通，降低了给水温度(15～18℃)，使整个机组热效率下降，煤耗增加，严重影响了设备的安全性和经济性。

　　本文将机组小修期间对高压加热器入口联成阀进行改造过程中的认识和体会介绍给大家，以供讨论。

1、高压加热器联成阀及系统简介

　　高压加热器联成阀也称给水三通阀，靠活塞完成启闭。当高压加热器发生故障时，迅速关闭通往高压加热器的水路，同时打开旁路，在保证锅炉给水的同时，保证高压加热器壳侧不满水、不超压，是高压加热器配备的自动保护装置之一。联成阀分为上阀座和下阀座，阀门开启给水进入高压加热器时，阀芯与上阀座接触密封，保证给水不走旁路;当阀门关闭，给水走旁路进入锅炉时，阀芯与下阀座接触密封，保证高压加热器能够解列。高压加热器联成阀如图1所示。

　　高压加热器系统原理如图2所示。

图1 高压加热器联成阀

2、高压加热器入口联成阀泄露现状及原因分析

　　1)联成阀解体后发现上下阀座、阀芯冲蚀较为严重，用于鼠笼和上阀座密封用的盘根松散，并有部分脱落，破坏了其密封作用。活塞部分解体后发现有不同程度的损伤、毛刺等，造成活塞不灵活、卡涩。

　　2)由于高压加热器入口联成阀的作用以及其运行方式的独特性，要求上阀座必须通过阀盖螺栓将鼠笼、盘根压紧在上阀座上，上阀座在阀芯垂直位移接触密封时，不发生任何变化。

　　3)从阀门的结构来看，门盖密封、鼠笼、盘根、上阀芯为关联尺寸。其中又以盘根为主要因素。盘根圈数大于2圈造成门盖密封困难容易发生外漏。盘根圈数少于2圈造成鼠笼与上阀座密封失效容易发生内漏。

　　4)高压加热器入口联成阀打开时，上阀座上下存在着压强差。

　　兰州西固热电公司给水母管压力为：18.5～20.8MPa;

　　高压加热器出口压力为：18.9～21.2MPa;

　　其压强差约：0.45MPa;

　　阀芯的面积为：3.14×(24.5/2)2≈471cm²;

　　作用在阀座上下的压差约为471×4.5/1000≈2.2t。

　　这样大的推力远大于鼠笼施加给上阀座填料盘根的预紧力，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，填料因自身弹性恢复而松弛，使用多次后填料变得松软就会出现上述情况，即盘根圈数少于2圈造成鼠笼与上阀座密封失效易发生内漏现象[9]。

3、高压加热器入口联成阀改造方案

　　1)针对阀座冲蚀进行补焊处理。补焊前应做好打磨、清洁等工作;补焊时由下至上逐层叠加。补焊结束后进行必要的着色探伤，防止裂纹等焊接缺陷。然后用专用镗床粗车阀座密封面后恢复至原尺寸。用研磨工具分别精研上阀座及门芯，并相互吃线合格。

　　2)上阀座结构根据自密封阀门形式进行改造。将上阀座盘根改造为加设自密封垫子，并且在上阀座上部开具4×M16的底孔用于提升用途。在上阀座与鼠笼之间安装自密封压板的同时开具4×Φ17提升螺栓孔，这样就形成倒挂式的自密封，阀门开启时上阀芯与上阀座接触并向上推移，自密封上移并起到密封作用。阀门关闭时由于提升螺栓作用上阀座不会下移，消除了因阀芯往复运动后填料泄露的可能，如图3所示。同时将门盖螺栓由原M42(35#钢)材质提高至42CrMo，在安装中先利用专用工具将上阀座上提，增大填料的预紧力，然后紧固好门盖的拉紧螺栓，改善以前只用拉紧螺栓给填料环施加预紧力的情况。

　　3)活塞顶部增开泄水管，保证活塞上升时上部水能及时排出。

4、效果检查

　　高压加热器入口联成阀通过改造后，组装投入运行的6个月内，该阀门没有发生内漏及活塞卡塞现象，提高了给水温度约18℃，并保持水温稳定。

5、结束语

　　通过本次高压加热器入口联成阀的改造，各项运行技术指标都达到技术标准。不仅提高了设备运行的可靠性，并且降低了煤耗，创造了良好的经济效益。同时为今后本公司改造高压加热器出口联成阀提供了技术保障和经验。